Untersuchungen zur Expression und Regulation von Interleukin-6 und Vascular- Endothelial- Growth- Faktor ( VEGF ) im humanen Endometrium

Das Endometrium stellt ein komplexes Gewebe dar, das sehr genauen
Kontrollmechanismen unterliegt. Die zyklischen Veränderungen und
damit auch die Vorbereitung auf die Implantation einer Blastozyste
werden durch verschiedene Faktoren reguliert. Hierzu gehören
endokrine Mechanismen, vermittelt durch die Steroidhormone
Östradiol und Progesteron, die Abstimmung des Immunsystems und die
Anpassung der Gefäßversorgung. So spielen sowohl eine Vielzahl an
Zytokinen als auch Wachstumsfaktoren, wie zum Beispiel VEGF, eine
entscheidende Rolle. Das Ziel unserer Untersuchung war eine
genauere Betrachtung der Regulationsmechanismen im endometrialen
Zellverband anhand von Zellkulturen, durch Immunhistochemie sowie
durch Analyse des Uterussekretes. IL-6, ein gut bekanntes
Phospho-Glykoprotein, wird im endometrialen Gewebe sowohl von
Epithel- als auch von Stromzellen produziert. IL-6 erfüllt im
menschlichen Organismus vielfältige Funktionen. Eine entscheidende
Rolle scheint ihm bei Entstehung und Erhalt einer frühen
Schwangerschaft zuzukommen. IL-6 zeigt ein typisches
Verteilungsmuster im Menstruationszyklus mit niedrigen Spiegeln in
der Proliferationsphase und einem deutlichen Anstieg in der
Sekretionsphase. Bei den zyklischen Veränderungen des Endometriums
ist die Revaskularisierung des Gewebes und deren Regulation durch
VEGF ein entscheidender Prozess. VEGF existiert in fünf Isoformen,
die durch alternatives Spleißen der mRNA entstehen. Es kann sowohl
in Stroma- wie auch in Epithelzellen nachgewiesen werden. Im
Vergleich zur Proliferationsphase tritt VEGF ebenso wie IL-6
verstärkt in der Sekretionsphase auf. Dieses Verhalten konnte von
uns mit Hilfe der Immunhistochemie bestätigt werden. Im
Uterussekret steigt die VEGF-Konzentration im Verlauf des Zyklus
an. Diese Tatsachen legen eine Regulation von IL-6 und VEGF durch
die Steroidhormone 17ß-Östradiol und Progesteron nahe. Das
Verhalten von Interleukin-6 in Bezug auf die Stimulation durch die
Steroidhormone 17ß-Östradiol und Progesteron wird in der Literatur
widersprüchlich dargestellt. So wird zum einen die Erhöhung der
IL-6-Konzentration in endometrialen Stroma- und Epithelzellen
beschrieben, zum anderen deren Abfall. In den von uns angelegten
Versuchen konnte keine statistisch signifikante Änderung von IL-6
durch Östradiol oder Progesteron festgestellt werden. Einige
vorhergehende Studien legten die Regulation von VEGF durch
Östradiol und Progesteron nahe. Jedoch scheint es keinen direkten
Weg der Regulation durch diese Faktoren zu geben. Östrogen
verstärkte den mitogenen Effekt von parallel applizierten
Wachstumsfaktoren, Progesteron inhibierte diesen. In endometrialen
Stroma- und Epithelzellkulturen wurde die Stimulation von VEGF
durch Östrogen von anderen Autoren nachgewiesen. Diese Stimulation
konnte von uns nicht bestätigt werden. Es stellt sich die Frage, ob
eine indirekte Beeinflussung von VEGF durch andere auto-
beziehungsweise parakrine Mechanismen vorliegt. Unser Ziel war es
nun, die Regulation von IL-6 und VEGF durch andere Faktoren, wie
beispielsweise Zytokine, zu untersuchen. IL-1ß erweist sich in
diesem Zusammenhang als relevant. Es zeigt ein zyklisches Verhalten
im Endometrium mit hohen Spiegeln in der Sekretionsphase zur Zeit
der Implantation. Gleichzeitig steigt auch seine Serumkonzentration
an. IL-1ß stimuliert IL-6 in endometrialen Stromazellkulturen,
nicht jedoch in Epithelzellen. Eine Stimulation von VEGF durch
IL-1ß konnte von uns nicht festgestellt werden. Ein weiterer
bedeutender Faktor, der von uns genauer untersucht werden sollte,
war LIF. LIF erfüllt breite biologische Funktionen, was die
Vielzahl an Zielzellen im menschlichen Organismus verdeutlicht.
Auch im Endometrium spielt LIF vor allem bei der Implantation eine
entscheidende Rolle. Die von uns untersuchte Regulation von VEGF
und IL-6 durch LIF erbrachte kein signifikant positives Ergebnis.
So konnte eine Stimulation durch LIF weder in Stroma- noch in
Epithelzellkulturen nachgewiesen werden. Des weiteren analysierten
wir die Regulation von VEGF durch IL-6. Auch hier zeigte sich weder
in den Stroma- noch in den Epithelzellkulturen eine statistisch
erfassbare Veränderung. Unter verringerter Sauerstoffversorgung
finden im Zellverband bestimmte Veränderungen statt, die eine
optimale Anpassung an die veränderten Umweltbedingungen
ermöglichen. Die Hypoxie erweist sich als relevanter Faktor für
eine gesteigerte Produktion von Interleukin-6 in verschiedenen
Zelltypen. Es wurde gezeigt, dass sowohl endometriale Stroma- als
auch Epithelzellen auf ein verringertes Sauerstoffangebot im Sinne
einer IL-6 Erhöhung reagieren. Auch VEGF wird in endometrialen
Stroma- und Epithelzellkulturen durch eine Reduktion des
Sauerstoffangebots induziert. Hierbei kann man eine deutlichere
Steigerung von VEGF in Stroma- als in Epithelzellkulturen
beobachten. Unsere Versuchsansätze an Zellkulturen, am Uterussekret
und an Endometriumsschnitten haben einen Beitrag zum genaueren
Verständnis der Regulationsmechanismen im endometrialen Zellverband
geleistet. Die Komplexität der Abläufe jedoch erfordert weiterhin
intensive Forschungsarbeit in vivo sowie in vitro, um einen
vollständiges Bild des Endometriums zu vermitteln. In diesen
Erkenntnissen liegt die Chance, Therapieansätze für einige
Erkrankungen, wie zum Beispiel Endometriose oder auch Infertilität
zu entwickeln.