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Titel: The influence of levetiracetam and valproate on apoptosis and cytotoxic function of CD8+ T lymphocytes in vitro
Autor: Li, Gang
Weitere Beteiligte: Hamer, Hajo (Prof. Dr. )
Erscheinungsjahr: 2011
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2011/0394
DOI: https://doi.org/10.17192/z2011.0394
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2011-03945
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.): Der Einfluss von Levetiracetam und Valproat auf die Apoptose und die zytotoxische Funktion von CD8+ T Lymphozyten in vitro

Dokument

Schlagwörter:
Epilepsie, degranulation, Levetiracetam, CD107, Valporat, Apoptose, perforin, proliferation, CD8+ T lymphocytes, CD107, CD8+ T Lymphozyten, apoptosis, valproate, Perforin, Levetiracetam

Summary:
Purpose: Previous studies showed that epilepsy patients treated with levetiracetam (LEV) had a higher incidence of upper respiratory tract infections and experimental and clinical data suggest also an immunomodulatory actions of valproate (VPA). The aim of this study was, therefore, to investigate the influence of LEV and VPA on apoptosis and cytotoxic function of CD8+ T lymphocytes in vitro. Methods: After isolation of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) in 15 healthy subjects (9 female (60%), age: 35.7±12.1 years), apoptosis and cytotoxic function of CD8+ T lymphocytes were measured in vitro using immunofluorescence labeling and flow cytometry. Drug concentrations applied were 5mg/L and 50mg/L for LEV and 10mg/L and100mg/L for VPA, respectively. Apoptosis rates of CD8+ T lymphocytes were determined after incubation of PBMCs with LEV or VPA for 1h or 24h. Apoptotic CD8+ T lymphocytes were deifiined as CD3+/CD8+/ Annexin V+/PI- after applyingwiththe Annexin V Apoptosis Detection Kit® and flow cytometry. Perforin release, CD107a/b expression and proliferation of CD8+ T lymphocytes were measured within in the different groups following activation of CD8+ T lymphocytes with virus peptides, (which were made from cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, and influenza virus; (CEF)). Degranulation of CD8+ T lymphocyte was indicated by perforin release and the increase of CD107a/b expression on the cell surface. Group comparisons were performed with the paired t-test. T and the significance level was set to p<0.05. Results: Both high (50mg/L) and low (5mg/L) concentrations of LEV decreased perforin release (LEV 50 mg/L vs controlCEF : 25.8±12.9% vs 18.2±9.7%, p<0.01; LEV 5mg/L vs control CEF: 24.1±13.7% vs 18.2±9.7%, p<0.01; n=15) and CD107a/b expression (LEV 50mg/L vs control CEF: 5.3±2.5% vs 11.5±4.7%, p<0.01; LEV 5mg/L vs control CEF: 6.7±2.2% vs 11.5±4.7%, p<0.01; n=15) of CD8+ T lymphocytes after 2h of virus-peptide induced stimulation. LEV had no influence on apoptosis and proliferation of CD8+ T lymphocytes (p﹥0.05). High concentration of VPA (100mg/L) prevented spontaneous apoptosis of CD8+ T lymphocytes after incubation for 24 h (VPA 100mg/L vs control: 7.8±3.4% vs 11.5±4.2%, p<0.01, n=15), but had no effects on perforin release or CD107a/b expression (p﹥0.05). Conclusions: LEV showed a moderate attenuating effect on degranulation of CD8+ T lymphocytes which may contribute to the increased incidence of upper respiratory tract infections in LEV treated patients. Moreover, it is hypothesized that LEV‘s attenuating effect on perforin release adds to its anticonvulsant potency via reduction of inflammation in the epileptogenic zone and blood-brain-barrier disruption. Valproate revealed no effects onf the function of CD8+ T lymphocytes function but slowed apoptosis

Zusammenfassung:
Hintergrund Epilepsie-Patienten, die Levetiracetam einnahmen, zeigten eine höhere Rate an Infektionen vor allem der oberen Luftwege. Darüber hinaus wiesen experimentelle und klinische Daten auch auf eine immunmodulatorische Wirkung von Valproat hin. Der genaue Mechanismus der Beeinflussung des Immunsystems durch beide Antikonvulsiva ist allerdings nicht vollständig geklärt. Daher war es das Ziel der Arbeit, den Einfluss von Levetiracetam und Valproat auf die Apoptose und zytotoxische Funktion von CD8+ T- Lymphozyten in vitro näher zu charakterisieren. Methoden Nach Isolation von peripheren mononukleären Zellen im Blut bei 15 gesunden Probanden (9 weiblich (60%); 35, 7 ± 12,1 Jahre) wurde die Apoptoserate und zytotoxische Funktion von CD8+ T- Lymphozyten mittles durchflusszytometrische Methoden erfasst. Dabei wurde die Apoptoserate über die Bindung von Annexin V festgestellt. Die Funktionstestung beruhte auf dem Nachweis von Perforin und der Expression von CD107 nach Stimulation der Zellen mit viralen Proteinen (Cytomegalovirus, Epstein-Barr Virus, Influenza virus; CEF). Die Messungen wurden ohne und nach Inkubation mit jeweils 5 mg/l Levetiracetam, 50 mg/l Levetiracetam, 10 mg/l Valproat und 100 mg/l Valproat durchgeführt. Die Inkubationsdauer mit den jeweiligen Medikamenten wurden auf 1 h und 24 h festgelegt. Gruppenvergleiche wurden mit t-Tests für abhängige Stichproben durchgeführt bei einem Signifikanzniveau von p=0,05. Ergebnisse Die niedrige (5 mg/l) und die hohe (50 mg/l) Konzentration von Levetiracetam verminderten signifikant die Ausschüttung von Perforin (LEV 50 mg/L vs CEF Kontrolle : 25.,8±12,.9% vs 18,.2±9,.7%, p<0,.01; LEV 5mg/L vs KontrolleCEF: 24,.1±13,.7% vs 18,.2±9,.7%, p<0,.01; n=15) und CD107 Expression auf CD8+ T- Lymphozyten (LEV 50mg/L vs KontrolleCEF: 5,.3±2,.5% vs 11,.5±4,.7%, p<0,.01; LEV 5mg/L vs KontrolleCEF: 6,.7±2,.2% vs 11,.5±4,.7%, p<0,.01; n=15) nach Stimulation mit Viruspeptiden (p < 0,01). Levetiracetam zeigte keinen signifikanten Einfluss auf die Apoptoserate von CD8+ T- Lymphozyten. Die hohe Konzentration von Valproat (100 mg/l) zeigte eine signifikante Verminderung der Apoptoserate von CD8+ T- Lymphozyten nach einer Inkubationsdauer von 24 h (VPA 100mg/L vs Kontrollecontrol: 7,.8±3,.4% vs 11,.5±4,.2%, p<0,.01, n=15), hatte aber keinen Effekt auf die Ausschüttung von Perforin oder CD107 Expression (p>0,05). Schlussfolgerung Levetiracetam bewirkte eine moderate Verminderung der Degranulation von CD8+ T- Lymphozyten, was ein möglicher Pathomechanismus für die klinisch bemerkte, erhöhte Infektionsrate bei mit Levetiracetam behandelnden Epilepsiepatienten darstellen könnte. Darüber hinaus führen die Ergebnisse zu der Hypothese, dass auch ein Teil der antikonvulsiven Wirkung von Levetiracetam durch die aufgezeigten immunmodulatorischen Effekte bedingt sein könnte, im Sinne einer Reduktion von Entzündung in der epileptogenen Zone und einer Stabilisierung der Bluthirnschranke. Valproat hatte keinen Einfluss auf die Funktion von CD8+ T- Lymphozyten, aber verlangsamte die Apoptoserate.


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