Morphologisch-funktionelle Charakterisierung equiner endometrialer Epithel- und Stromazellen in Monokultur unter Einbeziehung ausgewählter zellulärer Differenzierungsmarker

Das Ziel dieser Arbeit war zunächst in der Methodenoptimierung eines bereits grundlegend etablierten Protokolls zur Isolierung und Kultur equiner endometrialer Epithel (EEZ) und Stromazellen (ESZ) (BUSCHATZ 2007) zu sehen. Zudem wurde die Entwicklung weiterer Möglichkeiten des Handlings angestrebt (Passagierung, Kryokonservierung). So sollten den Zellen optimierte Rahmenbedingungen in vitro geboten werden, welche den Verhältnissen im Organismus weitgehend nahe kommen. Im Anschluss daran wurden die Zellen in vitro hinsichtlich ihrer morphologisch-funktionellen Charakteristika untersucht und die Befunde vergleichend zu den Gegebenheiten in situ betrachtet. Besonderes Augenmerk galt dabei der Expression von Progesteron- (PR) und Östrogenrezeptor-α (ERα) und von Inhibin-α. Wären vergleichbare Konstellationen in vitro und in vivo anzutreffen, könnte ein solches Kultursystem als Modell zum Studium interzellulärer Wechselwirkungen oder pathogenetischer Abläufe am Endometrium dienen. Voraussetzung hierfür wäre jedoch eine fortgeschrittene zelluläre Differenzierung, wie sie beispielsweise durch die Expression von Inhibin-α und der Steroidhormonrezeptoren angezeigt wird. Es wurden transzervikale Uterusbioptate und vollständige Uteri euthanasierter Stuten für die Zellaufreinigung sowie die vergleichende histologische Untersuchung gewonnen. Einer mechanischen und enzymatischen Dissoziation des Gewebes folgte die Separation beider Zellarten durch Filtration, Dichtegradientenzentrifugation und Differenzialadhärenz. Die Kultur erfolgte in wasserdampfgesättigter Raumluft bei 37 °C in 5 % CO2-Atmosphäre. Als Kulturmedium diente DMEM/Ham´s F-12 unter Zusatz von 2,5 % fötalem Kälberserums und diverser Additive. Es wurde eine morphologische Charakterisierung der Zellen während der Kultur vorgenommen und zudem ERα, PR und Inhibin-α an allen Kulturen und Gewebeproben immunhistologisch bestimmt. Das Ablösen der Zellen zur Passagierung erfolgte mit Trypsin-EDTA (ESZ) bzw. Alfazyme® (EEZ). Entsprechend abgelöste Zellen wurden zudem in DMSO-haltigem Nährmedium kryokonserviert. Die Kultivierung von EEZ und ESZ gelang sowohl bei Verwendung transzervikaler Uterusbioptate als auch bei Uteri euthanasierter Pferde. Zudem konnten alle physiologischerweise bei der Stute auftretenden Zyklusstände (Anöstrus, Interöstrus, Östrus) sowie ein gravider Uterus kultiviert werden. Die Konfluenz wird von EEZ nach 4 bis 16 d und von ESZ innerhalb von 7 bis 18 d erreicht, wobei Zellen aus ursprünglich proliferativen endometrialen Funktionszuständen tendenziell eher konfluent sind als sekretorisch aktive. Während der Kultur kann eine eindeutige morphologische Unterscheidung beider Zellarten voneinander erfolgen. ESZ besitzen eine spindelige, teils sternförmige, insgesamt „fibroblastenartige“ Gestalt. EEZ sind in zwei morphologischen Subtypen anzutreffen. Der monomorphe Zelltyp „A“ stellt kleine, polygonale Zellen mit regulären und regelmäßigen Zellgrenzen dar. Zelltyp „B“ ist größer, pleomorph, ebenfalls polygonal, mehrkernig und besitzt unregelmäßige, schlecht erkennbare Zellgrenzen. Subkultivierungen waren bis zu 20 (ESZ) bzw. 24 mal (EEZ) möglich. Zudem konnten beide Zellarten in flüssigem Stickstoff gelagert (kryokonserviert) und danach erfolgreich kultiviert werden. Weiterhin gelang der Nachweis von Inhibin-α im Uterus des Pferdes. Hierbei wurde eine zyklische Dynamik in der Expression festgestellt (stärkere Expression während der sekretorischen Phase), welche als Hinweis für eine sekretorische Differenzierung der EEZ anzusehen ist. Ebenfalls konnte dieses Protein in kultivierten EEZ und in viel geringerem Maße auch in den ESZ gefunden werden. Darüber hinaus war erstmalig der Nachweis von PR und ERα in beiden Zellarten in vitro möglich. Insgesamt ist die Expression dieser drei für uterines Gewebe essentiellen Rezeptoren/Proteine in kultivierten EEZ und ESZ als Hinweis für eine fortgeschrittene Differenzierung anzusehen, welche mit der vorgestellten Methode der Isolierung und Kultur auch erreicht werden konnte. Im Hinblick auf die Wachstumsgeschwindigkeit in vitro fanden sich zudem Hinweise auf eine Beibehaltung der ursprünglich im Gewebeverband erlangten zellulären Differenzierung, welche sich bei der Expression von ERα, PR bzw. Inhibin-α allerdings nicht nachvollziehen ließ. Abschließend betrachtet, deuten die vorliegenden Ergebnisse somit auf eine partielle Beibehaltung in situ erlangter endometrialer Funktionen und Spezifika hin, welche als Grundlage für weitere Arbeiten an endometrialen Zellkulturen des Pferdes anzusehen sind