Die Rolle der Ekto-5´-Nukleotidase (CD73) bei der Entzündungsreaktion nach Herzinfarkt in der Maus

Nach wie vor zahlt der Herzinfarkt zu den haufigsten Todesursachen in den Industrienationen. Ausloser ist dabei der plotzliche Verschluss eines der Herzkranzgefase, wodurch das nachgeschaltete Gewebe nicht mehr mit Blut versorgt wird und abstirbt. Als Folge wandern Immunzellen in das geschadigte Areal ein und initiieren eine Reihe von reparativen Mechanismen, die schlieslich die Bildung einer stabilen Infarktnarbe bewirken. Eine Gruppe von Signalmolekulen mit immunmodulatorischer Funktion sind extrazellulare Nukleotide und Nukleoside, deren Konzentration durch ein komplexes System von Kanalen, Transportern und Ektoenzymen reguliert wird. Innerhalb dieses purinergen Signalsystems kommt insbesondere der Ekto-5´-Nukleotidase (CD73) ein wichtige Rolle zu, da dass von ihr gebildete Adenosin eine hemmende Wirkung auf eine Vielzahl von inflammatorischen Prozessen hat. Der Einfluss der CD73 auf die Entzundungsreaktion nach Herzinfarkt wurde bislang noch nicht untersucht und sollte in dieser Arbeit am Ischamie/Reperfusions (I/R)-Modell in der Maus im Detail charakterisiert werden. Es wurde zunachst eine Methode entwickelt und validiert, mit der es erstmalig moglich ist, residente Immunzellen aus dem Herzgewebe effektiv zu isolieren. Dabei zeigte sich, dass bereits im gesunden Mauseherz 2300±900 Leukozyten/mg Herzgewebe enthalten sind, wobei der groste Teil aus myeloischen antigenprasentierenden Zellen (APCs) besteht. Durchflusszytometrische Messungen zeigten, dass CD73 im gesunden Herzen hauptsachlich auf T-Zellen vorkommt. Dagegen wird die CD39 (die ATP zu AMP hydrolysiert, dem Substrat der CD73) im hohen Mase auf myeloischen Zellen exprimiert. Drei Tage nach I/R steigt das CD73-Expressionsniveau insbesondere auf Granulozyten (~2.8-fach) und T-Zellen (~1.3-fach) signifikant an. Wahrend im gesunden Herzen auf die Gesamtmasse bezogen die koronaren Endothelzellen 90% aller CD73-exprimierenden Zellen bilden, machen Leukozyten 3 Tage nach I/R etwa 2/3 der gesamten CD73 positiven Zellen aus. Mittels Genexpressionsanalysen konnte erstmals ein umfassender Uberblick uber die Expression aller wesentlichen purinergen Rezeptoren, Transporter und weiterer Ektoenzyme an Immunzellen aus dem Blut und dem Herzen gewonnen werden. Dabei zeigte sich, dass der A2B-Adenosinrezeptor erst im Herzen nach I/R exprimiert wird, wahrend er auf den entsprechenden Immunzellen im Blut nicht bzw. kaum vorkommt. Global CD73-defiziente Mause zeigen nach I/R eine deutlich eingeschrankte Pumpleistung im Vergleich zu Kontrolltieren (Ejektionsfraktion: 38±7% vs. 53±3%, 28 Tage nach I/R). Die funktionelle Beeintrachtigung geht mit der Persistenz von Immunzellen im Herzen, einem pro-inflammatorischen Phanotyp eingewanderter Monozyten und APCs sowie einer erhohten Expression von entzundungsfordernden Zytokinen im Herzgewebe einher. T-zellspezifische CD73−/−-Mause weisen nach I/R ahnliche funktionelle Einschrankungen auf wie global CD73-defiziente Tiere. In beiden Genotypen kam es daruber hinaus zur Bildung einer unreifen, instabilen Narbe in der Infarktregion. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass CD73 nach Infarkt auf eingewanderten T-Zellen und Granulozyten hochreguliert wird und das Herz damit vor einer unkontrollierten Entzundungsreaktion schutzt. Das von der CD73 auf T-Zellen gebildete Adenosin ist demzufolge ein wichtiger Modulator der Wundheilung nach Herzinfarkt.