title: Etablierung und Charakterisierung einer humanen Tränendrüsenzelllinie
Creators: name: Gleixner, Sophie
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2025

description: 1.1 Hintergrund und Ziele Eine Minderfunktion der Tränendrüse mit wässrigem Tränendefizit ist eine der Ursachen für das Trockene Auge, einer Erkrankung mit hoher Prävalenz in der Bevölkerung der Industrienationen. Die Erforschung des Krankheitsbildes und die Erprobung verschiedener Therapieoptionen ist aufgrund der geringen Verfügbarkeit von humanem Spendergewebe (beispielsweise Operationsresektaten) außerordentlich problematisch. Auch Tiermodelle sind wissenschaftlich nur bedingt nutzbar, da sie aufgrund ihrer eingeschränkten Vergleichbarkeit durch andere Morphologie sowie eine andere Zusammensetzung des Tränenfilms limitiert sind. Daher wäre die Verfügbarkeit einer humanen Tränendrüsenzelllinie von großem Vorteil. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine immortalisierte Zelllinie zu etablieren und zu charakterisieren, die einer humanen Tränendrüsenzelle mit epithelialem Charakter entspricht. 1.2 Material und Methoden Primäre humane Tränendrüsenzellen werden aus einem chirurgischen Resektat vereinzelt. Danach wird der so gewonnene Zellpool durch Einbringung eines Simian Virus Antigen 40 (SV40)-Gens immortalisiert. Anschließend werden Einzelzellklone aus dem Zellpool der Tränendrüse selektiert und kultiviert. Aus den so erhaltenen Einzelklonen werden drei Klone ausgewählt, die positiv für epitheliale Gene der Tränendrüse sind. Die weitere Grundcharakterisierung erfolgt mittels messenger Ribonukleinsäure (mRNA)-Sequenzierung (RNAseq), spezifischer Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR)-Analysen, Rasterelektronenmikroskopie, Widerstands- und Diffusionsexperimenten und Immunfluoreszenzreaktionen. Die Zellen werden in zwei verschiedenen dreidimensionalen Modellen kultiviert. Ihr Wachstumsverhalten wird über einen Zeitraum von 29 Tagen dokumentiert und mittels eigens erstelltem Computerskript analysiert. Der strukturelle Aufbau der gebildeten Sphäroide wird durch histologische Färbungen und mittels Transmissions-elektronenmikroskopie (TEM) untersucht. RT-PCR-Untersuchungen weisen die kontinuierliche Expression epithelialer Markergene nach. 1.3 Ergebnisse und Beobachtungen Aus der Tränendrüse einer Patientin sind drei immortalisierte epitheliale Zellklone ausgewählt, expandiert und charakterisiert worden. Der Nachweis von SV40 bestätigt die erfolgreiche Immortalisierung. Die Expression von Tränendrüsenepithelzellgenen zeigt den epithelialen Charakter der Zellen. Im Zellkern der Zellklone werden Transkriptionsfaktoren nachgewiesen, die für die Entwicklung der Tränendrüse von entscheidender Bedeutung sind. Mehrere Faktoren scheinen die Expression von Proteinen des Tränenfilms zu beeinflussen, wie z. B. die Dichte des Zellwachstums oder die Kultivierung im 3D-Sphäroidmodell. Die Zellen im Sphäroidmodell zeigen einen epithelialen Charakter, indem sie Knospen bilden und weiterhin epitheliale Markergene exprimieren. Zusätzlich zeigen TEM-Aufnahmen sekretorische Vesikel in den Sphäroiden. 1.4 Schlussfolgerung Die in dieser Arbeit charakterisierten Tränendrüsenzelllinien weisen sowohl transkriptionell als auch translational Merkmale epithelialer Tränendrüsenzellen auf. Sie können somit als Modell zur Erforschung von Pathologien als auch von Therapieoptionen zu Erkrankungen der Tränendrüse verwendet werden. Zukünftige, weiterführende Charakterisierungen und Vergleiche mit physiologischen und pathologischen Tränendrüsen werden die Nutzbarkeit und die Anwendungsbereiche der Zellen weiter einordnen. Die Zelllinien können dazu beitragen, eine Lücke in der Forschung an der humanen Tränendrüse zu schließen und das grundlegende Verständnis der zellulären Mechanismen der physiologischen und pathologischen Tränendrüse zu verbessern.