Ektope Nestinexpression nach experimenteller Nierentransplantation

Abstract

Die CAN ist durch interstitielle Fibrose, Glomerulopathie, Tubulusatrophie und CAV gekennzeichnet. Die CAN stellt zurzeit die bedeutendste Ursache für den Verlust humaner Nierentransplantate dar. Es ist für die moderne Transplantationsmedizin von größter Wichtigkeit, ihre Pathogenese zu verstehen, um interventionelle Ansätze erarbeiten zu können. Nestin ist ein Bestandteil von Intermediärfilamenten und zugleich ein Marker von Vorläuferzellen, die möglicherweise zum chronischen Gewebeumbau im Transplantat beitragen. Um dies zu untersuchen, wurden allogene (F344->Lewis)und isogene (Lewis->Lewis) Nierentransplantationen in Ratten durchgeführt. Isogene und allogene Transplantate wurden jeweils am 9. und 42. postoperativen Tag untersucht. Isogene Transplantate zusätzlich am 4. postoperativen Tag. Die Nestinexpression wurde hierbei mittels Immunhistochemie, quantitativer RT-PCR undWesternblot analysiert (je n=4). Die Nestinimmunreaktivität ist in Nieren nicht transplantierter Kontrolltiere des Stammes Lewis regelhaft auf die Glomeruli und wenige interstitielle Zellen beschränkt. Allogene Transplantate zeigen am 9. postoperativen Tag eine massive Färbung mit Antikörpern gegen Nestin in derarteriellen Intima und zahlreichen interstitiellen Zellen. Am 42. postoperativen Tag ist Nestin im Vergleich zu Kontrollnieren vermehrt nachweisbar, jedoch etwas schwächer als am 9. Tag. Der Nestinnachweis gelang am 42. Tag lediglich in der RT-PCR und dem Westernblot. In der Immunhistochemie zeigte sich ein dem Kontrollniveau ähnliches Bild. Für den 9. postoperativen Tag stimmten die Ergebnisse aller drei Methoden überein. Isogene Transplantate zeigen am 4. postoperativen Tag ebenfalls eine massive Nestinimmunreaktivität in den gleichen Strukturen, die bis zum 9. Tag deutlich abnimmt und am 42. Tag auf das Kontrollniveau zurückkehrt. Die immunhistologischen Ergebnisse bestätigen sich im Westernblot und der RT-PCR.Doppelfärbungen von allogenen Tag 9 Transplantaten mit dem monozyten-/makrophagenspezifischen Antikörper ED1 zeigten zweifelsfrei eine besondere räumliche Nähe und Interaktion monozytärer Zellen mit nestinpositiven Zellen.In dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass der Nestinproteingehalt der Niere nach isogener und allogener Transplantation erhöht ist. Diese Erhöhung ist im isogenen Transplantat transient, während sie im allogenen Transplantat mindestens 6 Wochen bestehen bleibt. Diese Transplantate entwickeln eine CAN. Die erzielten Daten legen die Vermutung nahe, dass Nestin zur Pathogenese der CAN funktionell beiträgt. CAN is characterized by interstitial fibrosis, glomerulopathy, tubular atrophy and CAV. At present, CAN is the most significant reason for renal graft failure and no therapies are available. Hence, it is of great importance for modern transplantation medicine to understand its pathogenesis, so that new interventional approaches can be achieved.Nestin is a constituent of intermediate filaments and a marker of progenitor cells, which may contribute to chronic graft remodeling. Here we test the hypothesis, that Nestin is over-expressed in renal allografts during the pathogenesis of CAN. Therefore, we performed allogeneic (F344->Lewis) and isogeneic (Lewis->Lewis) kidney transplantations in rats. Iso- and allografts were analyzed 9 and 42 days after transplantation, isografts additionally after 4 days. Nestin expression was analyzed by immunohistochemistry, westernblotting and quantitative RT-PCR (each n=4). In untreated control kidneys, nestin expression was regularly restricted to glomeruli and very few interstitial cells. Allografts showed 9 days after transplantation a massivestaining with antibodies against nestin in the arterial intima and numerous interstitial cells of a fibroblast-like phenotype. Six weeks after allogeneic transplantation nestin expression is still increased, but much weaker compared to day 9 allografts. However, 42 days after allogeneic transplantation nestin expression could be detected by westernblotting and RT-PCR but immunohistochemical analysis showed a staining, which was similar to control kidneys. In day 9 allografts, consistent results wereobtained with all three methods.Day 4 isografts showed a stronger staining compared to day 9 allografts in the same structures, which declines until day 9 and reaches control levels on day 42. The immunhistochemical results were confirmed by westernblotting and RT-PCR. Doublestaining of day 9 allografts with the monocyte/macrophage-specific antibody ED1 revealed, that monocytic cells were located in the same microanatomical compartments like nestin-expressing cells. Both cell types seemed to interact. In conclusion, this study demonstrates that nestin protein levels of rat kidneys are increased after isogeneic and allogeneic transplantation. This increase is transient in isografts, whereas it persists in allografts for at least 6 weeks. These grafts develop aCAN. These achieved data suggests that nestin plays a functional role in thepathogenesis of CAN.