Einleitung: Aufgrund des demographischen Wandels und der steigenden Prävalenz von Diabetes mellitus und vaskulären Erkrankungen werden immer mehr Patienten mit der Diagnose einer terminalen Niereninsuffizienz behandelt. Es hat sich gezeigt, dass die Nierentransplantation im Vergleich zu Hämodialyse und Peritonealdialyse die beste Therapieoption ist, da sie den beiden Dialyseverfahren sowohl in Bezug auf die Lebenserwartung als auch in Bezug auf die Lebensqualität überlegen ist. Die weitere Verlängerung des Transplantatüberlebens bleibt ein wichtiges Ziel der aktuellen Forschung. Die chronische Transplantatschädigung mit resultierender Fibrosierung des Organs ist eine der Hauptursachen des vorzeitigen Transplantatverlustes. Hierfür ist die immunsuppressive Erhaltungstherapie mit Calcineurin-Inhibitoren zumindest teilweise mitverantwortlich. In zahlreichen Untersuchungen an Transplantatnieren und an Eigennieren wurde der profibrotische Effekt von Transforming Growth Factor-β1 (TGF-β1) belegt. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Tacrolimus auf die Synthese von TGF-β1 und der beiden Rezeptoren Typ I-Rezeptor (TβRI) und Typ II-Rezeptor (TβRII) an Mesangiumzellen untersucht. Methodik: Verschiedene Kulturen von Mesangiumzellen aus Sprague-Dawley-Ratten wurden in Anwesenheit von 10, 50 oder 100 ng/ml Tacrolimus bzw. ohne Tacrolimus über unterschiedliche Zeiträume inkubiert. Die Messung der mRNA von TGF-β1, TβRI und TβRII erfolgte durch kompetitive reverse Transkription-Polymerasekettenreaktion (rT-PCR). Das TGF-β1-Protein im Zellkulturüberstand wurde mittels Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) bestimmt. Die Proteine TβRI und TβRII in Mesangiumzellen wurden mittels Western Blot gemessen. Ergebnisse: Im Vergleich zur Inkubation ohne Tacrolimus zeigte sich nach 72stündiger Inkubation mit Tacrolimus eine vermehrte Expression von TGF-β1-mRNA in einigen Mesangiumzellkulturen (10 ng/ml: 1,86-fach, 50 ng/ml: 1,70-fach, 100 ng/ml: 1,48-fach vs. 0 ng/ml Tacrolimus). Übereinstimmend fand sich eine vermehrte Produktion von TGF-β1-Protein in den Kulturüberständen nach 96 Stunden Inkubation mit Tacrolimus (0 ng/ml Tacrolimus: 380,91 ng/ml, 10 ng/ml: 591,30 ng/ml, 50 ng/ml: 573,64 ng/ml, 100 ng/ml: 625,87 ng/ml). Der Effekt war nicht dosisabhängig und nicht in allen Mesangiumzellkulturen reproduzierbar. Im Gegensatz dazu kam es nach Inkubation der Mesangiumzellen mit Tacrolimus weder auf mRNA- noch auf Protein-Ebene zu einer vermehrten Synthese der beiden Zielrezeptoren TβRI und TβRII. Schlussfolgerung: Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass kultivierte Mesangiumzellen von Sprague- Dawley-Ratten bei Inkubation mit Tacrolimus vermehrt TGF-ß1 synthetisieren. Dieser Effekt war jedoch nicht bei allen Mesangiumzellkulturen zu beobachten. Genetische Polymorphismen könnten eine mögliche Erklärung für dieses Phänomen sein. Die durch Tacrolimus induzierte Zunahme der TGF-ß1-Synthese von Mesangiumzellen könnte bei der Fibrosierung der Transplantatniere im Rahmen der chronischen Transplantatschädigung eine Rolle spielen.
Introduction: Due to demographic changes and the increasing prevalence of diabetes mellitus and vascular diseases the number of patients with end stage renal disease is increasing. Renal transplantation is the best therapeutic option compared to hemodialysis and peritoneal dialysis, as it was shown to be superior to both dialysis modalities concerning life expectancy and the quality of life. Further improvement of renal allograft survival remains an important goal of current research. Chronic allograft injury with resulting organ fibrosis is one of the main causes of premature graft loss. At least in part maintenance immunosuppression with calcineurin-inhibitors is responsible for this phenomenon. In numerous studies investigating transplanted kidneys and native kidneys the profibrotic effect of transforming growth factor-β1 (TGF-β1) has been shown. In this dissertation, the effect of tacrolimus on the synthesis of TGF-β1 and its receptors type I (TβRI) and type II (TβRII) was investigated in cultured mesangial cells. Methods: Different mesangial cell cultures derived from Sprague-Dawley rats were incubated in the presence of 10, 50, 100 ng/ml tacrolimus or in the absence of tacrolimus over different periods of time. TGF-β1-, TβRI- and TβRII-mRNA were measured by competitive reverse transcription polymerase chain reaction (rT-PCR). TGF-β1-protein in cell culture supernatants was measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). TβRI- and TβRII-protein in mesangial cells were measured by Western blot. Results: Compared to incubation in the absence of tacrolimus, an increased expression of TGF-β1-mRNA was found in some mesangial cell cultures following 72 hours of incubation in the presence of tacrolimus (10 ng/ml: 1,86-fold, 50 ng/ml: 1,70-fold, 100 ng/ml: 1,48-fold). In agreement, an increased production of TGF-β1-protein was observed in cell culture supernatants after 96 hours of incubation with tacrolimus (0 ng/ml tacrolimus: 380,91 ng/ml, 10 ng/ml: 591,30 ng/ml, 50 ng/ml: 573,64 ng/ml, 100 ng/ml: 625,87 ng/ml). The effect was not dose-dependent and could not be reproduced in all mesangial cell cultures. In contrast, incubation of mesangial cells with tacrolimus had no effect on TβRI- and TβRII-synthesis, neither at the mRNA level nor at the protein level. Conclusion: In summary, this dissertation shows that incubation of cultured rat mesangial cells from Sprague-Dawley rats with tacrolimus increase TGF-ß1 synthesis. However, the effect was not reproducible in all mesangial cell cultures. Genetic polymorphisms may be a possible explanation for this phenomenon. Tacrolimus-induced increase of mesangial TGF-ß1-synthesis may play a role in renal allograft fibrosis in the course of chronic allograft injury.
