Rolle von T-Zellen bei Ischämie-Reperfusion der Leber

Die protektive Wirkung von Immunsuppressiva auf den hepatischen
I/R-Schaden deutet darauf hin, dass T-Zellen bei diesem
alloantigen-unabhängigen Ereignis eine Rolle spielen. Die
Mechanismen der Aktivierung bzw. der mikrovaskulären Rekrutierung
von CD4+ T-Zellen bei alloantigen-unabhängiger I/R der Leber sind
jedoch weitgehend ungeklärt. Ziele der vorliegenden Arbeit waren
daher (1) die Rekrutierung von T-Zell-Subopulationen in den
postischämischen hepatischen Mikrogefäßen in vivo zu untersuchen,
(2) die Mechanismen einer Interaktion von CD4+ T-Zellen und
Thrombozyten während hepatischer I/R zu analysieren, (3) die Rolle
von CD4+ T-Zellen an der Ausbildung des hepatischen I/R-Schadens zu
beurteilen, (4) zu untersuchen, ob die postischämische Rekrutierung
von CD4+ T-Zellen MHC Klasse II-abhängig stattfindet und (5) zu
analysieren, ob CD4+ T-Zellen während hepatischer I/R mit
Kupffer-Zellen interagieren. In der vorliegenden Studie konnte
erstmals in vivo der Typ, die mikrovaskuläre Lokalisation und die
Kinetik der Lymphozyten-Endothelzell-Interaktion während
hepatischer I/R intravitalmikroskopisch charakterisiert werden. So
konnte gezeigt werden, dass insbesondere CD4+ T-Zellen, und nicht
CD8+ T-Zellen, während I/R in der hepatischen Mikrozirkulation
akkumulieren. Diese Akkumulation tritt hauptsächlich in den
Sinusoiden auf, nur zu einem geringeren Teil in den
postsinusoidalen Venolen. Bereits nach 30-minütiger Reperfusion ist
gegenüber der schein-operierten Gruppe eine signifikante Zunahme
der Anzahl akkumulierter CD4+ T-Zellen in den Mikrogefäßen der
Leber zu beobachten, die Anzahl emigrierter CD4+ T-Zellen nimmt im
Verlauf der Reperfusionszeit signifikant zu. Im Rahmen der
Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass CD4+ T-Zellen an der
Ausbildung des hepatischen I/R-Schadens beteiligt sind. Über CD40L-
und CD28-abhängige Signalwege ist die postischämische Akkumulation
von Thrombozyten und Leukozyten in der hepatischen Mikrozirkulation
von CD4+ T-Zellen abhängig. Darüber hinaus wird die Ausbildung des
mikrovaskulären Schadens, gemessen anhand des sinusoidalen
Perfusionsdefizites, sowie die Ausbildung des hepatozellulären
Schadens, gemessen anhand der hepatischen Transaminasen, CD40L- und
CD28-abhängig über CD4+ T-Zellen mediiert. Mittels simultaner
Visualisierung zweier Zellpopulationen in vivo konnte in dieser
Dissertations¬schrift erstmals nachgewiesen werden, dass CD4+
T-Zellen und Thrombozyten während hepatischer I/R kolokalisieren.
Unter Verwendung P-Selektin- und CD40L-defizienter Mäuse konnte in
vivo nachgewiesen werden, dass eine feste Adhärenz zwischen
Thrombozyten und CD4+ T-Zellen über P-Selektin und PSGL-1
vermittelt wird, während die kostimulatorischen Moleküle CD40 und
CD40L eine reziproke Aktivierung unter Thrombozyten und CD4+
T-Zellen bedingen. In einem weiteren Abschnitt dieser Studie konnte
unter Verwendung von blockierenden Antikörpern schließlich erstmals
in vivo gezeigt werden, dass die im Rahmen der hepatischen I/R
stattfindende Aktivierung von CD4+ T-Zellen MHC-Klasse
II-unabhängig abläuft. Schließlich wurde in einem weiteren
Abschnitt dieser Dissertationsschrift erstmals in vivo
nachgewiesen, dass eine reziproke Aktivierung von Kupffer-Zellen
und CD4+ T-Zellen während hepatischer I/R vorliegt. Die Anzahl
postischämisch akkumulierter CD4+ T-Zellen ist nicht nur nach
vollständiger Depletion von Kupffer-Zellen, sondern auch nach
selektiver Unterbindung der Signalwege über TNF-α und IL-6 sowie
des Abfangens freier Sauerstoffradikaler signifikant vermindert.
Vice versa konnte hier Anhand der Untersuchung der
Phagozytoseaktivität von Kupffer Zellen mittels Latex-Beads gezeigt
werden, dass CD4+ T-Zellen die Aktivität von Kupffer-Zellen
beeinflussen. Weitergehende Untersuchungen zur reziproken
Aktivierung von Kupffer-Zellen und CD4+ T-Zellen konnten unter
Verwendung von Durchflusszytometrie zeigen, dass
proinflammatorische Mediatoren wie TNF-α und IL-6, vornehmlich
freigesetzt durch Kupffer-Zellen während hepatischer I/R, nicht nur
direkt aktivierend auf CD4+ T-Zellen wirken, sondern auch
sinusoidale Endothelzellen aktivieren können. Eine Aktivierung der
sinusoidalen Endothelzellen mit entsprechender Alteration der
Expression von Adhäsionsmolekülen, wie z.B. ICAM-1, VCAM-1 und
VAP-1 stellt wiederum einen pathophysiologischen Mechanismus dar,
der mit einer konsekutiven Verstärkung der Akkumulation von CD4+
T-Zellen nach I/R verbunden ist. Zusammenfassend weisen diese in
vivo Daten darauf hin, dass hepatische I/R die Akkumulation und
Emigration von CD4+ T-Zellen, jedoch nicht von CD8+ T-Zellen
induziert. Adhärente CD4+ T-Zellen sind in Sinusoiden mit
Thrombozyten kolokalisiert; dies lässt eine gegenseitige
Aktivierung beider Zelltypen durch direkten Zellkontakt oder über
die Aktivierung des Endothels vermuten. Eine CD4 T-Zell-Defizienz
geht mit einer Verminderung der postischämischen
Thrombozytenakkumulation und mit einer Reduktion des
mikrovaskulären I/R-Schadens einher. Die postischämische
Rekrutierung von CD4+ T-Zellen in hepatischen Mikrogefäßen wird
durch Kupffer-Zellen, wahrscheinlich über die Freisetzung von
Sauerstoffradikalen, TNF-α und IL-6, vermittelt.