Einfluss von Vitamin D3 auf humane Alveolarepithelzellen in Primärkultur

Aus humanen Lungenresektaten isolierte Alveolarepithelzellen wurden auf Transwell-Filtern für 7 Tage in Mono- und Kokultur mit Endothelzellen kultiviert. Ab Tag 3 wurde das Medium in den Interventionskulturen mit 10 nM Vitamin D3 (VD3) angereichert. Mit einer Elektrode wurde der transepitheliale elektrische Widerstand (TEER) gemessen und mittels immunhistochemischer Färbungen und qPCR die Zellkultur anhand verschiedener Marker untersucht. Zielparameter waren dabei der Einfluss von VD3 auf die Barrierebildung, Immunantwort und Zusammensetzung des aus verschiedenen Zelltypen bestehenden Epithels. Eine Induktion der Double-cortin-like-Kinase 1 (DCLK1) durch VD3 - wie bereits in Vorversuchen an der Zelllinie H441 beobachtet - konnte bestätigt und so für die Lunge zum ersten Mal beschrieben werden. Analog zu den Effekten in der H441 Zelllinie führte VD3 auch in den primären Epithelzellen zu einer deutlich verstärkten Expression von DCLK1. Die DCLK1 positiven Zellen gruppierten sich dabei um Cluster morphologisch unreifer Zellen, die erhöhte Proliferationsaktivität (Expression von Ki67) aufwiesen und sowohl SP-C als Typ 2 Marker, als auch MUC5B und βTubulin als Marker bronchialen Ursprungs exprimierten, also ggf. einer bipotenten bronchioalveolären Progenitorzellpopulation angehören. Auf die Barrierebildung zeichneten sich zwei gegenläufige Effekte ab, die beobachtete heterogene TEER Werte erklären könnten: a) eine vermehrte Translokation von Tight junctions in Typ 1 Zellen, sowie b) die besagte Proliferation unreifer, nicht-barrierebildender Zellen. Mit der Induktion des Cathelicidins LL-37, der Reduktion des ß-Defensins HBD-1 und der Reduktion des Surfactantproteins SP-A zeigte VD3 einen modulierenden Effekt auf die Immunantwort des distalen Lungenepithels, der dem Gleichgewicht zwischen Erregerabwehr und Schutz vor überschießender Immunantwort dienen könnte.

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