Der Thymus ist das primäre lymphatische Organ, in dem die Entwicklung und Reifung der T-Lymphozyten stattfindet. Sein Mikromilieu beruht zu einem großen Teil auf den thymischen Epithelzellen, die sich je nach Lokalisation in zwei Populationen unterteilen lassen: die kortikalen Epithelzellen, die an der Festlegung auf die T-Zell-Linie und an der positiven Selektion beteiligt sind, und die medullären Epithelzellen bzw. mTEC, welche die Reifung der T-Lymphozyten durch die negative Selektion abschließen und an der Generierung regulatorischer T-Lymphozyten mitwirken. Um ihre Rolle bei der immunologischen Toleranz zu erfüllen, exprimieren die mTEC ein breites Spektrum gewebespezifischer Antigene unter der Kontrolle von Transkriptionsfaktoren wie AIRE, FEZF2 und PRDM1 sowie verschiedene Zytokine und Chemokine, die für die Signalübertragung und die Migration der T-Lymphozyten unerlässlich sind. Die Funktion dieser Zellen wurde vor allem an der Maus untersucht, obwohl erhebliche Unterschiede in der Expressionskinetik der Marker zwischen Mensch und Nagetier bestehen, was die Übertragbarkeit der Mausmodelle einschränkt.
Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, beschreiben die Autoren eine Kulturmethode für primäre humane mTEC, die auf enzymatische Verfahren und die Zellsortierung mittels Durchflusszytometrie verzichtet. Die Zellen werden aus Explantaten frischer Thymusbiopsien gewonnen, ein Ansatz, der die benötigte Gewebemenge verringert, die Vitalität der Zellen bewahrt und die Zahl der extrahierten Zellen erhöht. Die üblicherweise verwendeten enzymatischen Techniken, die häufig mit der Zellsortierung gekoppelt sind, können nämlich die Expression von Oberflächenmolekülen verändern und die Reinheit sowie das Überleben der Zellen beeinträchtigen, während sie nur selten eine verlängerte Kultivierung ermöglichen.
Nach sieben Tagen Primärkultur weisen die aus dem Thymus gewonnenen Zellen die für mTEC spezifischen Marker (K5, K14, Claudin 4 und UEA-1) auf, ohne die kortikalen Marker (K8 und K18) zu exprimieren. Sie behalten ihre Fähigkeit, die Schlüsselakteure der immunologischen Toleranz zu exprimieren, darunter AIRE, die gewebespezifischen Antigene, Zytokine und Chemokine. Die Expression von AIRE schwankt im Verlauf der Kultur, erreicht ihr Optimum etwa am sechsten oder siebten Tag und nimmt anschließend ab; die Zugabe von RANKL stellt diese Expression wieder her, was darauf hindeutet, dass dieser Rückgang die fortschreitende Verarmung des lymphatischen Mikromilieus widerspiegelt. Die Zellen passen zudem ihr Genexpressionsnetzwerk als Reaktion auf ihre Umgebung an und reagieren insbesondere auf östrogene und entzündliche Signale.
Die Autoren schlagen somit ein stabiles und reproduzierbares Modell humaner mTEC aus normalem oder pathologischem Thymusgewebe vor, das sich eignet, um die Wirkung verschiedener Moleküle auf die Homöostase und die Physiologie des Thymusepithels zu testen. Dieses Modell, das als erster Schritt hin zur Etablierung immortalisierter humaner Zelllinien vorgestellt wird, soll es ermöglichen, die Besonderheiten der humanen mTEC unter normalen oder pathologischen Bedingungen zu erforschen, beispielsweise bei der autoimmunen Myasthenie, und auf Extrapolationen aus Mausmodellen zu verzichten.