Part 1: Chemokines are signaling proteins which play an important role in developing and maintaining inflammatory responses by modulating immune cell migration. Renal inflammation in the context of renal transplantation may clinically manifest as delayed graft function (DGF). This work hypothesizes that free chemokines in plasma of renal transplant recipients are associated with the occurrence of DGF. Methods: Plasma samples were acquired from renal transplant recipients (n=42) before and after renal transplantation (day 0, day 3). Patients were divided into groups based on the occurrence of DGF (DGF and nonDGF). Chemokines were quantified in plasma samples using a bead-based multiplex immunoassay. Results: CXCL1, CXCL5, CXCL8, CXCL9, CXC10, CXCL11, CCL2, CCL3, CCL4, CCL5, CCL11, CCL17 and CCL20 were detectable in the plasma of renal transplant recipients at both time points. Multivariate data analysis revealed no significant differences in plasma concentrations of the above chemokines between DGF- and nonDGF-patients before and after kidney transplantation. Conclusion: Chemokines in plasma were not predictive of DGF in this cohort. Part 2: Tubular epithelial cells (TEC) can aggravate renal inflammation by secreting chemokines. This enhancement of the local immune response by attracting immune cells may provide new options for therapeutic intervention. The basis for exploring such interactions is provided by in-vitro experiments. So far, available cell models are obtained from tissue samples/biopsies or other species. In contrast, isolation of human TEC from urine (uTEC) represents a simple, noninvasive, and infinitely available resource with fewer ethical concerns. The conditions under which uTEC can produce chemokines are still unknown. Characterization of the secretory phenotype of uTEC represents an important prerequisite for future in-vitro experiments. Methods: Cultivation of uTEC was performed according to an established protocol. Within an exploratory design, stimulation of uTEC was performed with cytokines and microbial substances. Chemokines were analyzed in cell culture supernatants using a multiplex immunoassay. Results: Secretion of CC- and CXC-chemokines by uTEC can be induced by TNFα, IFNγ, IL17A and microbial substances such as dsRNA, lipopeptide, CpG oligonucleotide and flagellin. Conclusion: The data in this work characterizes the secretory phenotype of uTEC for the first time. This highlights obtained secretory functionality of these cells in-vitro. After validating these findings in further studies, possible future experiments could explore the interaction of uTEC with immune cells as well as their migration behavior.
Teil 1: Chemokine sind Signalproteine, welche durch Modulation der Migration und Rekrutierung von Immunzellen eine wichtige Rolle in der Entstehung und Aufrechterhaltung von Entzündungsreaktionen spielen. Renale Inflammation im Kontext der Nierentransplantation kann sich klinisch als verzögerte Transplantatfunktion (Delayed Graft Function, DGF) manifestieren. Diese Arbeit stellt die Hypothese auf, dass freie Chemokine im Plasma von Nierentransplantatempfängern mit dem Auftreten einer DGF assoziiert sind. Methodik: Plasmaproben wurden von Nierentransplantatempfängern (n=42) vor und nach Nierentransplantation (Tag 0, Tag 3) akquiriert. Das Patientenkollektiv wurde hinsichtlich des Auftretens einer DGF in Gruppen eingeteilt (DGF und nonDGF). In Plasmaproben erfolgte die Quantifizierung von Chemokinen mit einem Bead-basierten Multiplex-Immunoassay. Ergebnis: CXCL1, CXCL5, CXCL8, CXCL9, CXC10, CXCL11, CCL2, CCL3, CCL4, CCL5, CCL11, CCL17 und CCL20 waren zu beiden Zeitpunkten im Plasma von Nierentransplantatempfängern nachzuweisen. Die multivariate Datenanalyse ergab keine signifikanten Unterschiede in der Plasma-Konzentration der genannten Chemokine zwischen den Patientengruppen DGF und nonDGF vor und nach Nierentransplantation. Fazit: Freie Chemokine im Plasma waren in dieser Kohorte nicht für die Vorhersage einer DGF geeignet. Teil 2: Tubuläre epitheliale Zellen (TEC) können renale Inflammation aggravieren, indem sie Chemokine sezernieren. Diese Verstärkung der lokalen Immunantwort durch Anlocken von Immunzellen könnte neue Optionen für therapeutische Interventionen bieten. Grundlage für die Erforschung solcher Interaktionen stellen in-vitro-Versuche dar. Bisher verfügbare Zellmodelle werden aus Gewebeproben/Biopsien oder anderen Spezies gewonnen. Dagegen stellt die Isolierung von humanen TEC aus Urin (uTEC) eine einfache, nichtinvasive und unbegrenzt verfügbare Ressource dar, welche zusätzlich weniger ethische Bedenken mit sich führt. Es ist derzeit nicht bekannt, unter welchen Bedingungen uTEC Chemokine produzieren können. Die Charakterisierung des sekretorischen Phänotyps von uTEC stellt eine wichtige Voraussetzung für künftige in-vitro Versuche dar. Methodik: Die Kultivierung von uTEC wurde nach etabliertem Protokoll durchgeführt. Im explorativen Design erfolgte die Stimulation von uTEC mit Zytokinen und mikrobiellen Substanzen. In Zellkulturüberständen wurden Chemokine mit einem Multiplex-Immunoassay analysiert. Ergebnis: Eine Sekretion von CC- und CXC-Chemokinen durch uTEC kann durch TNFα, IFNγ, IL17A und mikrobielle Substanzen wie dsRNA, Lipopeptid, CpG-Oligonukleotid und Flagellin induziert werden. Fazit: Die Daten dieser Arbeit charakterisieren erstmals, unter Berücksichtigung des explorativen Designs, den sekretorischen Phänotyp von uTEC. Dies unterstreicht die in-vitro erhaltene sekretorische Funktionalität der Zellen. Nach Durchführung entsprechender Validierungsstudien könnten mögliche zukünftige Versuche die Interaktion von uTEC mit Immunzellen sowie deren Migrationsverhalten erforschen.
