Etablierung einer Ko-Kultur von Alveolarepithel und mikrovaskulärem Endothel als in-vitro-Modell einer humanen respiratorischen Einheit

Ziel der Promotionsarbeit war die Etablierung einer humanen respiratorischen Einheit in vitro zur Untersuchung von Wirkmechanismen einer akuten Lungenschädigung. Als Ko-Kulturmodell wurde eine Kultur humaner Alveoloarepithelzellen vom Typ II (A549, NCI H441, primäre hATII Zellen) mit mikrovaskulären Endothelzellen (ISO-HAS-1, primäre HPMEC) auf den beiden Seiten einer mikroporösen Filtermembran (Bilayer) gewählt. Ein differenzierter Monolayer von NCI H441 konnte in Bilayer-Ko-Kultur mit ISO-HAS-1 oder HPMEC durch die Zugabe von Dexamethason (1 µM) unter Verwendung eines serumhaltigen Mediums induziert werden. Dabei wurde eine von Tag 10 bis Tag 12 phänotypisch stabile Ko-Kultur mit TER-Werten um 500 Ohm x cm2 erhalten. Im Hinblick auf die Freisetzung von IL-8 und MCP-1 und die fehlende Freisetzung von RANTES nach Stimulation waren NCI H441 den hATII Zellen ähnlicher als die häufig als hATII-analog eingesetzte Zell-Linie A549, die RANTES freisetzte. Außerdem bildeten A549 trotz zahlreicher Variatione

The aim of the doctoral thesis was to establish a human respiratory unit to investigate mechanisms of acute lung injury. Co-cultures of human alveolar epithelial type II cells (A549, NCI 441 cells, primary hATII cells) and microvascular endothelial cells (ISO-HAS-1 cells, primary HPMECs) on opposing surfaces of a microporous filter membrane (bilayer) constituted the pulmonary model system. In the presence of medium with serum and dexamethasone (1µM/ml) a well-developed monolayer of NCI H441 was formed in co-culture with ISO-HAS-1 cells and HPMECs, respectively. This enabled a phenotypically stable co-culture with average TER-values of 500 Ohm*cm2 to be maintained from day 10 to 12 of co-cultivation. With regard to the stimulation-induced release of IL-8 and MCP-1 and the lacking expression of RANTES, NCI H441 cells showed properties more similar to hATII than the RANTES-producing cell-line A549, which is often used as a type II analogue. Despite numerous variations of the culture conditions the A549 cells wer