Die Rolle der regulatorischen T-Lymphozyten in Angiotensin II-bedingtem hypertensiven Endorganschaden

Abstract

Die Arterielle Hypertonie und ihre Folgeschäden stellen aufgrund ihrer hohen Prävalenz in der industrialisierten Gesellschaft ein bedeutsames gesundheitspolitisches Problem dar. Bei den hypertensiven Endorganschäden handelt es sich zumindest zum Teil um einen inflammatorischen und immunologischen Prozess. Ausführliche tierexperimentelle Arbeiten belegen den positiven Einfluss einer antiinflammatorischen und immunsuppressiven Behandlung auf den renalen und kardialen Angiotensin (Ang) II-bedingten Endorganschaden. Regulatorische T-Lymphozyten (CD4+CD25+) stellen eine natürlich vorkommende Zellpopulation dar, deren wichtigste Aufgabe in der Suppression der Autoimmunität liegt. Das Ziel dieser Arbeit war das Überprüfen der Hypothese, dass regulatorische T-Lymphozyten aufgrund ihrer immunsuppressiven Eigenschaften den Ang II-bedingten Endorganschaden verbessern. Um diese Fragestellung zu beantworten wurde mittels Dauerinfusion mit Ang II bei den Mäusen des NMRI-Stammes eine arterielle Hypertonie induziert. Mittels Fluoreszenz-aktivierter Zellsortierung wurden aus den Milzen und Lymphknoten der Spendermäuse regulatorische T-Lymphozyten isoliert und einer Gruppe der Ang II-behandelten Tieren transferiert. Während der zweiwöchigen Versuchsdauer wurden die kardiale Funktion mittels Echokardiografie und die renale Funktion mittels Albuminurie-Messung erfasst. Am Ende des Versuchs wurden die Tiere getötet und der hypertensive Endorganschaden untersucht. Eine Dauerinfusion mit Ang II führte zur arteriellen Hypertonie die von dem Transfer regulatorischer Lymphozyten nicht beeinflusst war. Transfer regulatorischer Lymphozyten verbesserte Ang II- bedingte kardiale Hypertrophie. Ang II + Treg-behandelte Tiere wiesen im Vergleich mit Ang II-behandelten Tieren eine Reduktion des Herzhypertrophie- Indexes um 30% auf. Dazu passend war die kardiale Expression des Herzhypertophie-Markers brain natriuretic peptid (BNP) bei Ang II + Treg- behandelten Tieren signifikant reduziert. Pathohistologisch zeigte sich eine signifikante Reduktion der kardialen Fibrose. In einer elektrophysiologischen Untersuchung wurden die elektrophysiologischen Eigenschaften des Myokards erfasst. Während Ang II-behandelten Tiere einen Trend zur Reduktion der ventrikulären Refraktärzeit aufwiesen war diese bei den Ang II + Treg- behandelten Tieren im Normalbereich. Des Weiteren konnten bei Ang II + Treg- behandelten Tieren wenigere ventrikuläre Tachykardien ausgelöst werden als bei den lediglich mit Ang II behandelten Tieren. Regulatorische T-Lymphozyten hatten einen weniger ausgeprägten Einfluss auf renalen Ang II-induzierten Schaden. Während sich in der Ang II-bedingten Albuminurie kein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen zeigte, wurde eine signifikante Besserung der renalen Pathologie mit dem Transfer der regulatorischen T-Lymphozyten gesehen. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass der Transfer regulatorischer Lymphozyten kardiale Ang II-bedingte Hypertrophie und Fibrose verbessert und dass dieser Effekt funktionell bedeutsam ist, wie in der elektrophysiologischen Untersuchung gezeigt wurde. Ein genaues Erforschen der pro- und antiinflammatorischen Mechanismen in kardialer Hypertrophie führt zum besseren Verständnis der Pathophysiologie und in weiterer Folge zu eventuellen neuen Therapieansätzen.

Hypertension and hypertensive target organ damage are a major source of morbidity and mortality in developed countries. Inflammation and activation of the immune system play a pivotal role in pathogenesis of hypertensive target organ damage. Angiotensin (Ang) II, a major mediator of hypertension and target organ damage, has proinflammatory properties. Numerous in vivo studies support the notion that antiinflammatory and immunosuppressive interventions ameliorate Ang II-induced target organ damage. Regulatory T (Treg) cells are a CD4+ T cell subpopulation that has the capacity to suppress immune responses to auto and alloantigens, tumor antigens, and infectious agents, thereby substantially contributing to the maintenance of immunological self-tolerance and immune homeostasis. In the present study we investigate the hypothesis that adoptive transfer of Treg cells ameliorates II-induced target organ damage by means of immunosuppressive properties of Treg cells. Arterial hypertension was induced in NMRI mice by chronic delivery of Ang II via s.c. implanted osmotic pumps. Regulatory T cells were obtained from spleens and lymph nodes of donor mice using magnetic and fluorescence-activated cell sorting. Treg cells were adoptively transferred into one group of Ang II- treated mice. During the experiment, cardiac morphology and function was assessed echocardiographically. In order to evaluate renal function urine samples for albumin measurement were obtained. Arterial blood pressure was monitored telemetrically. Two weeks after the beginning of Ang II-infusion mice were killed and blood and organs collected for further analysis. Continuous Ang II-infusion led to arterial hypertension. No difference in blood pressure was observed between Ang II- and Ang II+Treg-treated mice. Echocardiography and cardiac hypertrophy index (heart weight per body weight) was significantly reduced in Ang II+Treg-treated mice, compared to animals treated with Ang II only. Furthermore, the cardiac hypertrophy marker brain nartiuretic peptide (BNP) expression was reduced in mice that received Treg cells. Histological studies demonstrated a significant reduction in cardiac fibrosis as well as significant decrease in inflammatory cell infiltration. Functional implications of these positive effects of Treg cell transfer on cardiac morphology were investigated using programmed electrical stimulation. Chronic Ang II infusion rendered mice prone to ventricular arrhythmias, whereas a trend toward reduced induction rate of ventricular arrhythmias in Ang II+Treg-treated animals was observed. In respect of Ang II-induced renal damage, beneficial effects of adoptive transfer of regulatory T cells were less pronounced. Pathohistological studies revealed significant amelioration of renal damage in Ang II+Treg-treated animals, whereas no difference in albuminuria between Ang II- and Ang II+Treg-treated mice was observed. Our findings indicate that Tregs ameliorate Ang II-induced cardiac hypertrophy. We speculate that immunosuppressive effects of Tregs might attenuate Ang II- induced inflammation and immune response and thereby reduce cardiac hypertrophy and fibrosis. Amelioration of cardiac morphology in our model seems to have functional significance, as shown in electrophysiological studies. Our findings reveal Treg cells as a new perspective in hypertension/Ang II-induced cardiac damage. We suggest that this new mechanistic information could be of future therapeutic relevance.