Mesothelzellen

Pleurale Mesothelzellen bilden eine pflasterartige Monolage mit einem individuellen Zelldurchmesser von 6 μm bis 12 μm (Light, 2007). Obwohl pleurale Mesothelzellen mesenchymalen Ursprungs sind, weisen sie einige Merkmale auf, die für Epithelzellen typisch sind. Dazu gehören eine polygonale Zellform, die Expression von Mikrovilli auf der Oberfläche, epitheliale Zytokeratine und enge Verbindungen (Andrews und Porter, 1973; Mutsaers, 2002). Während der Embryogenese durchlaufen Mesothelzellen den mesenchymal-epithelialen Übergang (MET) und seinen umgekehrten Prozess, den epithelial-mesenchymalen Übergang (EMT), um zwischen dem epithelialen (bipolaren) und dem mesothelialen (multipolaren) Phänotyp hin und her zu wechseln und das Endothel, die glatte Gefäßmuskulatur und einige andere Gewebe zu bilden (Batra und Antony, 2015). Möglicherweise können einige Mesothelzellen bei Erwachsenen auch pluripotente Merkmale aufweisen. Dies bezieht sich auf einige Daten über eine progenitorähnliche Mesothelzellpopulation, die die Fähigkeit zur Differenzierung in verschiedene Zellphänotypen aufweist (Herrick und Mutsaers, 2004). Es wurde nachgewiesen, dass Mesothelzellen als Reaktion auf die Stimulation mit dem transformierenden Wachstumsfaktor β (TGF-β1) und PDGF in vitro in einen myofibroblastischen Phänotyp übergehen können (Yang et al., 2003).

Mesothelzellen synthetisieren aktiv gesättigte und ungesättigte Phospholipide, die typische Bestandteile des die Alveolen auskleidenden Surfactants sind. Ungesättigte Phospholipide scheinen für die Pleurahöhle besonders wichtig zu sein, da sie den Reibungskoeffizienten zwischen gleitenden Oberflächen stark reduzieren können (Mills et al., 2006; Negrini und Moriondo, 2013). Mesothelzellen sind auch eine Quelle von Hyaluronan, einem Glykosaminoglykan mit hohem Molekulargewicht. Da seine Viskosität in umgekehrtem Verhältnis zur Schergeschwindigkeit oder zum Geschwindigkeitsgradienten steht, wurde postuliert, dass Hyaluronan zusammen mit graphitähnlichen Phospholipiden eine wichtige Rolle bei der Schmierung der Pleuraoberfläche spielen könnte (Negrini und Moriondo, 2013; Negrini, 2014).

Mesothelzellen weisen eine niedrige Teilungsrate im Ruhezustand auf, wobei nur < 0,5 % der Zellen gleichzeitig eine Mitose durchlaufen (Negrini, 2014). Andererseits ist die Mesothelschicht sehr zerbrechlich, und die Zellteilungsrate kann nach einer Mesothelverletzung oder einer Exposition gegenüber Entzündungsstoffen deutlich ansteigen. Dies deutet auf eine Rolle der Mesothelzellen bei der Wundheilung, Serosalfibrose und Adhäsionsbildung hin (Negrini und Moriondo, 2013). Eine Tierstudie von Mutsaers et al. (2000) zeigte, dass sich das Mesothel aus der lokalen normalen Zellpopulation regeneriert. Auch frei schwimmende Mesothelzellen aus der Pleuraflüssigkeit könnten eine reparative Rolle spielen (Mutsaers, 2004; Kienzle et al., 2018).

Im Gegensatz zu anderen Epithelzellen exprimieren Mesothelzellen typischerweise Cytokeratin, Vimentin und Komponenten der extrazellulären Matrix, einschließlich Elastin, Fibronektin, Glykoproteine, Proteoglykane und Kollagen Typ I, II und IV (Light und Gary Lee, 2003). Es wurde daher vermutet, dass sie bei der Pathogenese fibrotischer Pleuraerkrankungen eine aktive Rolle spielen könnten. Gilmer et al. (2017) zeigten, dass Mesothelzellen Autoantikörper produzieren, die die Transkription und Ablagerung von Kollagen Typ I hochregulieren. Das von pleuralen Mesothelzellen produzierte Elastin ist eine Schlüsselkomponente des Bindegewebes, die für dessen elastischen Rückstoß verantwortlich ist (Mecham, 2018).

Zahlreiche Daten weisen auf eine komplexe und pleiotrope Rolle von Mesothelzellen im Entzündungsprozess hin. Diese Zellen sezernieren eine Vielzahl von Mediatoren, die eine entscheidende Rolle in verschiedenen Entzündungswegen spielen, darunter Chemokine wie Interleukin 8 (IL-8) und Monozyten-Chemoattractant-Protein (MCP-1), Wachstumsfaktoren – vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF), von Blutplättchen abgeleiteter Wachstumsfaktor (PDGF), basischer Fibroblasten-Wachstumsfaktor (bFGF) und TGF-β (Schwarz und Star, 2012). Mesothelzellen sind zur Phagozytose fähig. Dieser Prozess induziert die Produktion von reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffradikalen, die zur lokalen Entzündungsreaktion beitragen (Kamp et al., 1992). Es wurde auch nachgewiesen, dass Mesothelzellen als Reaktion auf die Stimulation durch Zytokine und Lipopolysaccharid (LPS) große Mengen an Stickstoffradikalen produzieren können (Owens und Grisham, 1993).

Ein wichtiges Merkmal der Mesothelzellen ist ihre Fähigkeit, nicht nur Mikroben, sondern auch mineralische Partikel, insbesondere Asbest, zu phagozytieren. Die Phagozytose von Asbestfasern setzt eine Kette schädlicher Reaktionen in Gang, die zu DNA-Schäden, Telomerverkürzungen, anschließender genetischer Instabilität und Krebsentstehung führen (Sekido, 2013; Aida et al., 2018). Möglicherweise spielt auch eine Fehlfunktion der Mesothelzellen eine wichtige Rolle bei der metastatischen Invasion des Rippenfells. Es bleibt unklar, wie Krebszellen durch die Pleura in den Pleuraraum gelangen. In einer einzigartigen Studie zeigten Sriram et al. (2002), dass Eierstockkrebszellen zeitabhängig an der mesothelialen Monolage haften und eine Dysfunktion der pleuralen Mesothelzellenbarriere hervorrufen. Bei der lokalen Behandlung des malignen Pleuraergusses ist die Erhaltung der Mesothelfunktion für eine wirksame Pleurodese entscheidend. Der enge Kontakt zwischen dem Sklerosierungsmittel und einer möglicherweise großen Anzahl intakter Mesothelzellen scheint eine Voraussetzung für die Entwicklung einer lebhaften lokalen entzündlichen und profibrotischen Reaktion zu sein, die eine Schlüsseldeterminante für eine erfolgreiche Pleurodese ist (Aelony et al., 2006).