<<Die>> Rolle der Mastzelle im zytokinen Netzwerk der Haut

Abstract

Mastzellen sind ubiquitär im Bindegewebe vorkommende Zellen, welche eine Vielzahl von Mediatoren physiologischer und pathologischer Prozesse exprimieren. Ihre Zahl ist in gesunden Geweben gering, am höchsten jedoch in der Haut und Schleimhäuten von Nase, Auge und Gastrointestinaltrakt sowie in der Lunge. Die Ergebnisse unserer Arbeitsgruppe zeigen, dass unter pathologischen Bedingungen, insbesondere bei entzündlichen Reaktionen und Erkrankungen des atopischen Formenkreises, die Mastzellzahlen um ein Vielfaches steigen. Dabei werden die Vorläuferzellen des Blutes, welche aus einer CD34+/c-Kit+ hämatopoetischen Stammzelle des Knochenmarkes rekrutiert werden, aktiviert und durch chemotaktisch wirkende Faktoren zur Einwanderung in die Gewebe stimuliert. Unter Verwendung von in vitro Kulturmodellen konnte gezeigt werden, dass diese Vorläuferzellen im Blut die Expression von c-Kit und CD34 herunterregulieren und als Zellpool im peripheren Blut zirkulieren. Nach Aktivierung der Zellen wurde c-Kit wieder nachgewiesen. Die Zellen wandern ins Gewebe ein und differenzieren dort unter Einfluss von Zytokinen, welche durch andere Gewebszellen freigesetzt werden, aus. Es wurden Wechselwirkungen in der Haut zwischen Mastzellen und Fibroblasten, Melanozyten, Keratinozyten und Nervenzellen gezeigt. Als Mittler dieser Wechselwirkungen konnten, neben den in der Literatur beschriebenen Faktoren, von uns SCF, GM-CSF, NGF und andere Neurotrophine zum Beispiel BDNF, NT-3 und NT-4 gezeigt werden. Die Regulation und Freisetzung dieser Faktoren ist bei pathologisch veränderter Haut, wie bei Atopischer Dermatitis, Psoriasis, Haarwachstumsstörungen, Tumoren der Haut und in der Wundheilung verändert. Die Modulation der Expression dieser Faktoren und ihrer Rezeptoren durch verschiedene Therapeutika, wie Glukokortikoide, Antihistaminika, Retinoide und UV-Bestrahlung konnte in verschiedenen Kulturmodellen gezeigt werden. Diese Erkenntnisse können in Zukunft bei der Entwicklung neuer Therapeutika zur Behandlung von verschiedenen Erkrankungen der Haut, Lunge sowie Darm und, da in zunehmendem Maße auch von Mastzellfunktionen in anderen Organen, wie Hirn, Herz, Leber und Niere berichtet wird, auch hier weiterführend beitragen.

Abstract

Mast cells are ubiquitary connective tissue cells derived from bone marrow CD34+/c-Kit+ stem cells. They are able to produce various regulators of physiological and pathological processes. Normally, they are present in low numbers with highest density in skin and nasal, ophthalmic, gastrointestinal and pulmonary mucosa. The number is increased up to 100-fold in various pathological processes as inflammatory reactions and atopic diseases. During this processes mast cell precursors from peripheral blood are activated, migrate in the tissues by the effects of chemotactically acting factors. In order to elucidate the mechanisms involved in this processes, we established different in vitro cell culture models. Our results suggest that the precursor cells circulating in the peripheral blood do not express c-Kit. When the cells are activated, c-Kit expression is upregulated and the cells are able to migrate in the tissue, where they differentiate influenced by cytokines released from tissue cells. The interaction between mast cells and fibroblasts, melanocytes, keratinocytes and nerve cells were studied. Stem cell factor, GM-CSF, nerve growth factor and other neurotrophins as BDNF, NT-3 and NT-4 could be demonstrated as mediators of this interactions. The regulation and release of these factors are modified in pathological skin diseases as atopic dermatitis, psoriasis, changes in the hair cycle and skin tumors and in wound healing. Modulation of expression of these factors and its receptors by therapeutics as glucocorticoids, antihistamines, retinoids and UV-radiation was shown in different culture models. Our results may contribute to develop new therapeutics for skin, pulmonary and intestinal diseases and give new insights in mast cell functions in brain, liver and kidney.