Analyse der Makrophagenfunktion im Rahmen der Wundheilung bei Hämophilie

Abstract

Makrophagen sind an der Entzündungsregulation bei der hämophilen Arthropathie beteiligt. Wir konnten mit unseren Untersuchungen zeigen, dass sich Monozyten von Patienten mit Hämophilie, welche durch Kultivierung zu Makrophagen diffe-renziert wurden, von Monozyten gesunder Blutspender unterscheiden. Diese Unter-schiede betreffen unter anderem die Unfähigkeit von Makrophagen von Hämophi-lie-Patienten, in Gegenwart von M-CSF zu wachsen und zu polarisieren. Das Zyto-kin M-CSF vermittelt hier physiologischerweise eine Makrophagendifferenzierung in einen anti-inflammatorischen M2-Phänotyp. Als Folge der M-CSF-Resistenz weisen Makrophagen von Hämophilie-Patienten funktionelle Defizite in Funktionen auf, die mit der Wundheilung assoziiert sind. Hierzu zählen eine verminderte Clo-tinvasion sowie eine gestörte Phagozytose von roten Blutzellen. Auf struktureller Ebene detektierten wir in Makrophagen von Hämophilie-Patienten sowohl unter einer M-CSF als auch unter einer GM-CSF Stimulation eine reduzierte Filopodien-bildung. Des Weiteren waren typische Aktivitätsmarker in Makrophagen von Hä-mophilie-Patienten unter einer M-CSF Stimulation kaum nachweisbar, während diese in Gegenwart von GM-CSF noch exprimiert waren. GM-CSF stellt in diesem Zusammenhang einen Wachstumsfaktor dar, welcher Makrophagen zu einem pro-inflammatorischen M1-Phänotyp differenziert. Zusammenfassend lassen diese Da-ten auf eine Störung der M-CSF-vermittelten Funktionen in Makrophagen von Hä-mophilie-Patienten im Rahmen der Wundheilung schließen, welche insbesondere durch eine reduzierte Clotinvasion und eine verminderte Phagozytose repräsentiert sind. Die GM-CSF-abhängige Differenzierung in entzündliche M1-Makrophagen ist hingegen zumindest teilweise erhalten. Wir postulieren daher, dass Makrophagen von Hämophilie-Patienten Entzündungen, wie sie z.B. im Rahmen der hämophilen Arthropathie vorkommen, fördern, während kritische Schritte zur Geweberegenera-tion und Wundheilung unterbleiben.

Macrophage polarization is deregulated in hemophilia. Macrophages are implicated in modulating inflammation in hemophilic arthropathy. Here, we show that mono-cytes from hemophilia patients that we cultured to generate macrophages are distinct from monocytes isolated from healthy blood donors. These differences are exempli-fied by the inability of hemophilia macrophages to spread and polarize in response to M-CSF, a cytokine that promotes M2 macrophage differentiation. As a result, hemo-philia macrophages exhibit deficits in functions associated with wound healing such as clot invasion and RBC phagocystosis. Mechanistically, we detected reduced filo-podia formation in hemophilia macrophages following stimulation with M-CSF as well as GM-CSF. However, failure of hemophilia macrophages to spread affected the expression of macrophage activation markers much stronger after stimulation with M-CSF than GM-CSF, which has been shown to induce a pro-inflammatory M1 macrophage phenotype. Together, our data indicate a specific impairment of M-CSF-mediated macrophage functions involved in wound healing such as phagocytosis and clot invasion in hemophilia. GM-CSF signaling, on the other hand, remained partial-ly intact suggesting that hemophilia macrophages are able to contribute to the in-flammatory response that is associated with hemophilic arthropathy.