Der Melanozyt und das Auge: eine Übersicht unter besonderer Berücksichtigung der Kornea

Zusammenfassung

Hintergrund: Verschiedene Arbeiten insbesondere aus der Dermatologie haben in den letzten Jahren deutlich werden lassen, dass der Melanozyt ein „Multitalent“ ist, dessen Bedeutung über die reine UV-Protektion hinausgeht. Neben (neuro-)humoralen und immunologischen Funktionen könnten Melanozyten auch eine Rolle als Fänger von freien Radikalen sowie bei der Druckperzeption spielen und so unter Umständen Teil des zu vermutenden „intraokularen Drucksensors“ sein. Es wird gemeinhin angenommen, dass es in der Kornea unter physiologischen Bedingungen keine Melanozyten gibt. Eine systematische Untersuchung zu diesem Sachverhalt anhand einer größeren Zahl von Proben hat es unseres Wissens bisher aber noch nicht gegeben. Methodik: Es wurden insgesamt 103 korneale Gewebsproben (ganze Augen, Hornhautexplantate mit verschiedenen Erkrankungen, korneosklerale Spendersegmente) sowie 13 Pterygien (korneale Anteile) mit dem Melanozyten-spezifischen monoklonalen Antikörper Melan A immunhistochemisch untersucht. Ergebnisse: In gesunder Kornea finden sich Melanozyten regelhaft im Bereich des Limbus, um sich dann zentralwärts in ca. 1 mm Limbusabstand zu verlieren. Das Epithel der mittelperipheren und zentralen Hornhaut ist Melanozyten-frei. Unter pathologischen Bedingungen (Dystrophien, Narben, Ulzera u. a.) kommt es ausnahmsweise zu einer aberranten melanozytären Besiedelung der mittelperipheren, aber nur sehr selten der zentralen Hornhaut. In mehr als der Hälfte der Pterygien sind Melanozyten nachweisbar. Schlussfolgerungen: Melanozyten können unter bestimmten, pathologischen Bedingungen zentralere Bereiche des Hornhautepithels besiedeln, sodass die wenigen, in der Literatur beschriebenen „kornealen Melanome“ theoretisch „vor Ort“ entstanden sein könnten. Die Hornhaut besitzt offenbar Mechanismen, um die Invasion von Melanozyten trotz der zentripetalen Epithelmigration zu verhindern. Hypothetischerweise geschieht dieses durch einen „CoMeSuF“ („Corneal Melanocyte Suppression Factor“), dessen Identifizierung Aufgabe der kommenden Jahre sein soll. Dieses vor allem auch deshalb, weil ein „CoMeSuF“ potenziell zur Behandlung melanozytärer Proliferationen (Melanome) herangezogen werden könnte.

Abstract

Background: Various publications especially from the field of dermatology have indicated in the recent years that the melanocyte is a “multitalent” with – besides UV-protection – (neuro-)humoral and immunological functions. Moreover, the melanocyte could play a role as a scavenger of free radicals or in pressure perception, so that it could even perhaps be part of the “intraocular pressure sensor”. It is generally assumed that the cornea is devoid of melanocytes under physiological conditions. However, to the best of our knowledge a systematic investigation with a larger quantity of specimens has not been performed thus far. Methods: 103 corneal specimens (whole eyes, corneal explants with different corneal diseases, corneoscleral donor buttons) and 13 pterygia (corneal part) were studied immunohistochemically using the monoclonal antibody Melan A which is specific for melanocytes. Results: In healthy cornea melanocytes are found in the limbal area. In the corneal periphery, up to 1 mm distant from the limbus, the melanocytes disappear so that the mid-peripheral and the central epithelium of the cornea are devoid of melanocytes. Under pathological conditions (dystrophies, scars, ulcers) there is only exceptionally an invasion of melanocytes into the mid-peripheral corneal epithelium. The central epithelium almost always remains free of melanocytes even in various corneal diseases. In more than 50 % of the pterygia melanocytes can be found in the epithelium. Conclusions: Under certain, pathological conditions melanocytes can settle in more central regions of the corneal epithelium. Thus, the very few “corneal melanomas” described in the literature could have theoretically developed within the cornea itself (and not within the limbus). Obviously, the cornea possesses mechanisms to inhibit centripetal migration of melanocytes perhaps via a (still hypothetic) “corneal melanocyte suppression factor” (“CoMeSuF”). To identify this factor will be the task for the coming years. If this factor is really existent it could possibly serve as a therapy for melanocytic proliferations (melanomas).

Schlüsselwörter

Kornea - Melanozyt - Suppressionsfaktor - Melanom

Key words

cornea - melanocyte - suppression factor - melanoma

Literatur

• 1 Plonka P M, Passeron T, Brenner M et al. What are melanocytes really doing all day long?.  Exp Dermatol. 2009;  18 799-819
• 2 Slominski A, Paus R, Schadendorf D. Melanocytes as „sensory“ and regulatory cells in the epidermis.  J theor Biol. 1993;  164 103-120
• 3 LePoole I C, Wijngaard R MJGJ, Westerhof van den W et al. Phagocytosis by normal human melanocytes in vitro.  Exp Cell Res. 1993;  205 388-395
• 4 Hara M, Toyoda M, Yaar M et al. Innervation of melanocytes in human skin.  J Exp Med. 1996;  184 1385-1395
• 5 Tobin D J, Bystryn J C. Different populations of melanocytes are present in hair follicles and epidermis.  Pigment Cell Res. 1996;  9 304-310
• 6 Stone R A. Neuropeptide Y and the innervation of the human eye.  Exp Eye Res. 1986;  42 349-355
• 7 Stone R A, McGlinn A M. Calcitonin gene-related peptide immunoreactive nerves in human and rhesus monkey eyes.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1988;  29 305-310
• 8 Boulais N, Misery L. The epidermis: a sensory tissue.  Eur J Dermatol. 2008;  18 119-127
• 9 Tamm E R, Flügel C, Stefani F H et al. Nerve endings with structural characteristics of mechanoreceptors in the human scleral spur.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1994;  35 1157-1166
• 10 Rohen J W, Schachtschabel D O, Lütjen-Drecoll E. et al .Morphological and biochemical studies on cell and tissue cultures of human trabecular meshwork. In: Krieglstein G K, Leydhecker W, (Hrsg.). Glaucoma update II.. Heidelberg: Springer; 1983: 39-43
• 11 Hamilton R F, Weiss J S, Gelender H. Posterior corneal pigmentation in melanosis oculi.  Arch Ophthalmol. 1983;  101 1909-1911
• 12 Beauchamp G R, Meisler D M, Greaves A et al. Corneal melanocytes in aniridia.  Arch Ophthalmol. 1986;  104 799-800
• 13 Bloomfield S E, Jakobiec F A, Iwamoto T et al. Retrocorneal pigmentation secondary to iris stromal melanocytic proliferation.  Ophthalmology. 1981;  88 1274-1280
• 14 Shields J A, Shields C L, Eagle Jr R C et al. Compound nevus of the cornea simulating a foreign body.  Am J Ophthalmol. 2000;  130 235-236
• 15 Jukic T, Katusic D, Kordic R et al. Malignes Melanom der Kornea nach stumpfem Trauma.  Ophthalmologe. 2009;  106 625-627
• 16 Tuomaala S, Aine E, Saari K M et al. Corneally displaced malignant conjunctival melanomas.  Ophthalmology. 2002;  109 914-919
• 17 Henkind P. Migration of limbal melanocytes into corneal epithelium of Guinea-pigs.  Exp Eye Res. 1965;  4 42-47
• 18 Rodrigues M M, Waring III G O, Hackett J. et al .Cornea. In: Jakobiec F A Ocular anatomy, embryology and teratology.. Philadelphia: Harper&Row; 1982: 153-165
• 19 Segawa K. Electron microscopy of dendritic cells in the human corneal epithelium.  Invest Ophthalmol. 1965;  4 264-269
• 20 Lauber H. Die Hornhaut (Cornea). In: Möllendorff von W, (Hrsg.) Handbuch der mikroskopischen Anatomie des Menschen. Dritter Band: Haut und Sinnesorgane, Zweiter Teil: Auge.. Berlin: Julius Springer; 1936: 9-61
• 21 Löhlein W. Versuche über die Pigmentwanderung in der Epithelschicht der Hornhaut.  Arch Augenheilkd. 1929;  100 385-401
• 22 Löhlein W. Versuche über die Pigmentwanderung in der Epithelschicht der Hornhaut und ihre Bedeutung für die Erkenntnis der Epithelregeneration. II. Histologische Befunde.  Arch Augenheilkd. 1930;  102 497-522
• 23 Henkind P. Induced limbal migration: a technique for studying melanocytes.  J Anat. 1966;  100 139-145
• 24 Henkind P. Migration of limbal melanocytes.  Nature. 1967;  214 1349-1351
• 25 Huang H W, Hu F R, Wang I J et al. Migration of limbal melanocytes onto the central cornea after ocular surface reconstruction: an in vivo confocal microscopic case report.  Cornea. 2010;  29 204-206
• 26 Fetsch P A, Cormier J, Hijazi Y M. Immunocytochemical detection of MART-1 in fresh and paraffin-embedded malignant melanomas.  J Immunotherapy. 1997;  20 60-64
• 27 Jungbluth A A, Busam K J, Gerald W L et al. A103: An anti-melan-A monoclonal antibody for the detection of malignant melanoma in paraffin-embedded tissues.  Am J Surg Pathol. 1998;  22 595-602
• 28 Sarantou T, Chi D DJ, Garrison D A et al. Melanoma-associated antigens as messenger RNA detection markers for melanoma.  Cancer Research. 1997;  57 1371-1376
• 29 Shimmura S, Kawakita T. Accessory cell populations in the cornea.  Ocular Surface. 2006;  4 74-80
• 30 Niederkorn J Y. The role of Langerhans cells in corneal immunology. In: Zierhut M, Pleyer U, Thiel H J, (Hrsg). Immunology of corneal transplantation.. Buren/Niederlande: Aeolus Press; 1994: 99-115
• 31 Higa K, Shimmura S, Miyashita H et al. Melanocytes in the corneal limbus interact with K 19-positive basal epithelial cells.  Exp Eye Res. 2005;  81 218-223

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