All-trans-Retinsäure (ATRA) ist ein aktiver Metabolit von Vitamin A und wird als Hormon klassifiziert. Das Retinoid entfaltet auf praktisch alle Zellen mit mitotischer Aktivität einen antiproliferativen Effekt. Darüber hinaus vermittelt ATRA eine i.d.R. differenzierende Wirkung auf eine Reihe von Zellarten. Dies gilt für Zellen des hämatopoetischen Systems und im besonderen für Zellen der myeloischen Reihe.

Betrachtet man die Literatur, so ist der Einfluss von ATRA auf Mastzellen kaum untersucht worden. Das betrifft vor allem Reifungsprozess-assoziierte Vorgänge während der Mastzellentwicklung.

Im Rahmen dieser Arbeit sollte deshalb getestet werden, ob ATRA in differenzierender oder dedifferenzierender Weise auf humane Mastzellen Einfluss nimmt und ob diese Effekte abhängig vom Reifegrad der Mastzellen sind.

Um die Abhängigkeit des Einflusses vom Reifegrad untersuchen zu können, sollte zunächst versucht werden, mit Hilfe von ausgewählten und in der Literatur als differenzierungswirksam beschriebenen Zytokinen/Wachstumsfaktoren, aus unreifen HMC-1 5C6 Zellen ein reiferes System zu generieren. Damit hätten mit der vollständig differenzierten kutanen Mastzelle (KMZ) für die Untersuchungen mit ATRA drei Mastzelltypen unterschiedlicher Reifegrade zur Verfügung gestanden.

Der Reifegrad der Mastzellen sollte dabei anhand typischer Mastzellmarker bestimmt werden, wobei der Grad ihrer Expression eine Beurteilung des Reifegrades erlaubt. Klassische Marker der Mastzelle sind der SCF-Rezeptor c-kit, der hochaffine IgE-Rezeptor FcεRI bestehend aus seinen drei Untereinheiten (α, β, γ), die beiden Serinendoproteasen Tryptase und Chymase sowie das Histamin und das diesen Mediator produzierende Enzym, die Histidindecarboxylase.

Die Messung ihrer Expression auf Proteinebene sollte mit Hilfe der Durchflusszytometrie durchgeführt werden, während eine mögliche Veränderung auf transkiptioneller Ebene (mRNA) mit der RT-PCR zu quantifizieren war.

Für den ersten Teil der Arbeit wurden die beiden Interleukine IL-4 und IL-6 sowie der Nervenwachstumsfaktor NGF-β ausgewählt. Zunächst sollten HMC-1 5C6 Zellen in einer Langzeitstudie (Kinetikstudie) 24 Tage mit diesen drei Substanzen inkubiert werden, um einen Überblick über die Zeitabhängigkeit der Effekte zu bekommen. In einem zweiten Schritt sollten dann die Haupteffekte durch Messwiederholungen akkurat quantifiziert und statistisch auszuwerten werden. Dabei wurde angestrebt, das ideale Zytokin – oder eine Kombination derer – zu identifizieren, das ein reiferes Zellsystem zwischen HMC-1 5C6 und KMZ schafft. Zur Beschreibung des Reifegrades sollten die Mastzellmarker c-kit, FcεRIα und Trypase mit Hilfe der Durchflusszytometrie gemessen werden. Aufgrund der großen Anzahl der zu messenden Proben musste eine Beschränkung auf diese drei Marker erfolgen.

Die drei Mastzellsysteme, die unterschiedliche Reifegrade repräsentieren, sollten im folgenden Teil der Dissertation mit ATRA behandelt werden. Diese Untersuchungen standen im Mittelpunkt der Arbeit. Neben den HMC-1 5C6 Zellen und dem weiter gezüchteten und idealer Weise reiferen System repräsentierten KMZ den vollständig differenzierten Mastzelltyp. Bei den KMZ handelte es sich um aus Vorhautgewebe isolierte Zellen. Zur Bestimmung der Einflüsse von ATRA auf humane Mastzellen unterschiedlicher Reifegrade sollte der komplette Satz der zuvor aufgeführten Mastzellmarker jeweils auf Protein- und mRNA-Ebene – soweit exprimiert und möglich– untersucht und einer statistischen Auswertung unterworfen werden.

Das Vitamin A und sein aktiver Metabolit ATRA kommen in jedem menschlichen Organismus vor und sind für diesen essentiell. ATRA wird außerdem bei einer Reihe von Krankheiten als Therapeutikum eingesetzt. Mit dieser systematischen Untersuchung wird angestrebt, neue Kenntnisse über die mögliche Wirkungsweise von ATRA im Organismus durch Eruierung ihres Einflusses zu gewinnen. Durch den Vergleich verschiedener Mastzellsysteme werden zudem weitere Einblicke in die Mastzellentwicklung erwartet.