Histomorphologische Untersuchungen zur Anzahl und Lokalisation von Entzündungszellen bei pulmonalarterieller Hypertonie (PAH)

Abstract

Bei der pulmonalarteriellen Hypertonie (PAH) handelt es sich um ein fortschreitendes Krankheitsbild mit verheerenden Folgen für das kardiopulmonale System der betroffenen Patienten. Die pulmonalarterielle Hypertonie ist charakterisiert durch ein pathologisches Remodelling innerhalb der pulmonalen Gefäßwandschichten, sowie durch eine vermehrte Vasokonstriktion dieser Gefäße. Aktuelle Studien haben gezeigt, dass sowohl immunologische, wie auch inflammatorische Prozesse eine Schlüsselrolle bei der Pathogenese der idiopathischen pulmonalarteriellen Hypertonie spielen.In der vorliegenden Studie wurden die genaue Verteilung und Anzahl bestimmter Immun- und Inflammationszellen in Lungengewebsschnitten und im unmittelbaren Bereich pulmonaler Gefäße verschiedener Größenkategorien explantierter Lungen von PAH-Patienten evaluiert. Die Auswertung erfolgte stets im direkten Vergleich zwischen gesundem Lungengewebe und dem Lungengewebe von an PAH erkrankten Patienten.Für diese Analysen wurden verschiedene immunhistochemische Färbungen von histologischen Lungengewebsschnitten etabliert und morphometrische Untersuchungen der pulmonalen Gefäße durchgeführt.Die quantitative Auswertung der Gesamtzahl an CD68-, CD3-, CD8-, CD209-, FOXP3- und Toluidinblau-positiven Zellen detektierte ein vermehrtes Vorkommen von Mastzellen, dendritischen Zellen, T-Zellen und zytotoxischen T-Zellen in den PAH-Lungenschnitten verglichen mit Schnitten gesunder Lungen. Hingegen war eine deutlich reduzierte Infiltration regulatorischer T-Zellen in PAH-Lungen zu verzeichnen. Die Analyse der positiv gefärbten Zellen in den Bereichen vaskulärer Läsionen zeigte eine deutliche Akkumulation und Infiltration von Makrophagen, Mastzellen, dendritischen Zellen, CD3- und CD8-positiven T-Zellen in pulmonalen Gefäßen mit kleinem ( 20-50 mikrometer), mittlerem (51-150 mikrometer) und großem (>150 mikrometer) Durchmesser bei PAH-Patienten, im Vergleich zu gesunden Donor-Lungen. Interessanter Weise konnte jedoch auch im Bereich der pathologisch veränderten pulmonalen Gefäße bei PAH-Lungen ein reduziertes Vorkommen regulatorischer T-Zellen verzeichnet werden im Vergleich zum Perivaskulärgewebe gesunder Lungen.Diese Studie zeigt deutliche Veränderungen der Zellinfiltration immunologischer und inflammatorischer Zellen in den Bereichen vaskulärer Läsionen bei PAH-Patienten verglichen mit gesunden Lungen. Folglich könnte die genauere Beobachtung von Immunzellen, Inflammationszellen und den von ihnen sezernierten Zytokinen und Chemokinen ein neuer Denkansatz sein für die Therapie der PAH, sowie für ein Monitoring des Fortschreitens dieses Krankheitsbildes. Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a devastating disease with dramatical effects on the cardiopulmonary system of concerned patients. The disease is characterized by a vascular remodeling in all layers of pulmonary vessels and an abnormal increased vasoconstriction within these vessels. Recent studies have revealed that both immune and inflammatory processes play an important and crucial role in the pathogenesis of idiopathic PAH (PAH).In the present study we systematically evaluated the distribution and number of different specific immune cells and inflammatory cells in lung tissues and in different categories of pulmonary arteries (20-50 micrometer, 51-150 micrometer and >150 micrometer) from explanted lungs of PAH patients by using and establishing immunhistochemical and morphometric techniques.For evaluating this data lung tissue of PAH patients was compared to healthy donor lungs.First all stained cells in the whole tissue of the histologic lung sections were counted and after that the numbers of stained cells close to pulmonary vessels and in the area of vascular lesions were evaluated.Quantification oft the total sum of macrophages, mast cells, dendritic cells, T-cells, cytotoxic T-cells and regulatory T-cells showed a significant increase of infiltrates from all these cells in PAH lungs as compared to controles, accept of regulatory T-cells. A significant decrease of Treg cell infiltrates in PAH lungs was found. Further quantification of cells in vascular lesions revealed a accumulation and infiltration of macrophages, mast cells, dendritic cells, CD 3- and CD 8-positive cells in smaller (20-50 micrometer) and medium (51-150 micrometer) size pulmonary arteries of PAH patients as compared to donor lungs. Most interestingly, abscence or low number of Treg cells was observed in remodeled pulmonary vasculature of PAH patients.Our findings show differences and alterations in immune and inflammatory cell infiltrations in PAH vascular lesions compared to donor lungs.Thus, targeting and analysing immune cells and inflammatory cells and their secreted chemokines and cytokines in PAH patients may be a novel approach to treat PAH and monitor the progress of this disease.