Das posttraumatische Entzündungsgeschehen wird nicht nur durch proinflammatorische und immunregulatorische Zytokine, sondern auch durch eine weitere wichtige Komponente des Immunsystems, dem Komplementsystem, getragen. Dass proinflammatorische Zytokine im Zuge einer lokalen Entzündungsreaktion nach einer Sehnenverletzung induziert werden, konnte bereits gezeigt werden. Ob das Komplementsystem auch in der Sehne exprimiert ist, eine Rolle im Sehnengewebe spielt, und eine Wechselbeziehung zu proinflammatorischen und immunregulatorischen Zytokinen wie in anderen Geweben besteht, blieb bisher allerdings noch völlig unklar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es dieser Fragestellung mittels Genexpressionsanalysen und Immunfluoreszenzmarkierungen nachzugehen. Dabei wurden humane native Hamstringsehne und aus ihr isolierte primäre Tendozyten sowie Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) und neutrophile Granulozyten, auf eine Expression der Anaphylatoxinrezeptoren C3aR und C5aR und der zellschützenden Komplement-regulierenden Proteine (CRPs) CD35, CD46, CD55 und CD59 analysiert. Im Fokus stand die Charakterisierung einer möglichen Wechselbeziehung zwischen Zytokinen und der Expression der aufgeführten Komplementfaktoren mit Hilfe von zeitabhängigen Stimulationsexperimenten. Hierfür wurden Hamstringtendozyten von 8 verschiedenen Spendern mit den Zytokinen TNFα, IL 6 oder IL 10 oder der Kombination aus TNFα mit IL-6 bzw. TNFα mit IL 10 (eingesetzte Konzentration: 10 ng/ml) für 6, 24 und 48 Stunden stimuliert. Als Pilotversuch wurde zum Abschluss der Arbeit eine Stimulation der Tendozyten mit PBMCs, PBMCs + TNFα bzw. Vollblut über ein Transwell durchgeführt. Außer dem CRP CD35, das in kultivierten Tendozyten nicht exprimiert wurde, konnten alle Komplementfaktoren in nativer Sehne und kultivierten Tendozyten sowie den untersuchten Leukozyten nachgewiesen werden. Dabei war die Komplementexpression in nativer Sehne z.T. deutlich höher als in kultivierten Tendozyten. Im Vergleich zu den Leukozyten waren die CRPs CD46 und CD59 in nativer Sehne stärker, C3aR, C5aR sowie CD35 und CD55 jedoch geringer exprimiert. Die C3aR-Expression konnte in kultivierten Tendozyten vor allem durch TNFα allein oder in Kombination mit IL-10 oder IL-6 induziert werden. C5aR hingegen wurde durch TNFα+IL-6 (24 und 48 h) sowie TNFα+IL-10 (48 h) supprimiert. IL-6 allein war in der Lage die Expression der CRPs CD46 und CD55 nach 6 und 48 Stunden sowie die CD59-Expression nach 24 Stunden zu supprimieren. Ferner verringerten auch die beiden Kombinationsstimulationen die Expression von CD46 und CD55 nach 6 Stunden. Durch die Stimulation mit PBMCs konnte in kultivierten Tendozyten vor allem die Expression von C3aR aber auch von CD55 und CD59 induziert werden. Vollblut wirkte hauptsächlich supprimierend auf die Komplementexpression. Die C5aR- und CD55-Expression in kultivierten Tendozyten wurde zusätzlich auch auf Proteinebene durch Immunfluoreszenzmarkierungen erfolgreich nachgewiesen. In der vorliegenden Arbeit gelang es ein Expressionsprofil von Komplementfaktoren in der Sehne und kultivierten Tendozyten sowie eine Wechselbeziehung zu wichtigen proinflammatorischen und immunregulatorischen Zytokinen nachzuweisen. Die Regulation der Komplementexpression durch diese Zytokine könnte Relevanz für das posttraumatische Entzündungsgeschehen und die Heilung nach Sehnenverletzungen haben. Zukünftige Untersuchungen sollten sich vor allem auf die Komplementaktivität in der verletzten und heilenden Sehne sowie die Wechselbeziehung von Komplementexpression und systemischen Faktoren, wie beispielsweise die mechanische Beanspruchung der Zellen, fokussieren.
Posttraumatic inflammatory response is not only characterized by the presence of pro- and anti-inflammatory cytokines but complement components as well. It is already known that tendon rupture and injury lead to expression of pro- inflammatory cytokines. However the expression and regulation of complement factors by cytokines, as already seen in other tissues, are completely unknown in tendon. Hence, expression of the anaphylatoxin receptors C3aR, C5aR and cytoprotective complement regulatory proteins (CRPs) CD35, CD46, CD55 and CD59 was analysed in human tendon, cultured human tenocytes and to directly compare the general expression level, additionally in human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and neutrophil granulocytes with real time detection PCR. Time-dependent regulation of complement by cytokines was assessed in cultured human tenocytes. Cultured tenocytes of 8 different donors were stimulated with TNFα, IL-6 or IL-10 or an combination of TNFα + IL-6 resp. TNFα + IL-10 for 6 h, 24 h or 48 h. Pilot test stimulation of tenocytes with PBMCs, PBMCs + TNFα or blood was carried out as well. Gene expression of the anaphylatoxin receptors C3aR and C5aR and the CRPs CD46, CD55 and CD59 was detected in human tendon, cultured tenocytes and leukocytes, whereas CD35 could only be found in tendon and leukocytes. Compared with cultured tenocytes, complement expression was higher in tendon. Compared with leukocytes C3aR, C5aR, CD35 and CD55 but not CD46 and CD59 gene expression levels were lower in tendon. C3aR mRNA was upregulated in cultured tenocytes by TNFα alone as well as in combination with IL-6 and IL-10 in a time- dependent manner. Whereby C5aR gene expression was suppressed by TNFα + IL-6 (24 and 48 h) and TNFα + IL-10 (48 h). Stimulation with IL-6 alone suppressed CD46 and CD55 gene expression at 6 and 48 h as well as CD59 expression at 24 h. Furthermore both combination stimulations suppressed CD46 and CD55 gene expression at 6 h. Stimulation with PBMCs lead to an upregulation of C3aR, CD55 and CD59 in cultured tenocytes, whereas blood stimulation suppressed the complement expression. C5aR and CD55 protein expression was detected in cultured tenocytes with immunofluorescence labelling as well. In summary, this study indicates that tendon and isolated tenocytes express key complement factors. The time- and cytokine-regulated complement expression might have relevance in posttraumatic inflammatory response and healing process after tendon injury. Further studies should assess complement activity as well as the interplay with other systemic regulatory factors like mechanical stress in injured and inflamed tendon and hence, help to decide whether complement inhibition in tendon might be a present target in the treatment of tendon disorders.
