Einfluss von Wachstumsfaktoren und Moxonidin auf den intrazellulären pH und die Proliferation bei kardialen Fibroblasten und HeLa Zellen

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Aktivität pH-regulierender Ionentransporter bei kardialen Fibroblasten und Tumorzellen unabhängig vom Natrium-Protonen-Austauscher (NHE) zu untersuchen. Da in der Literatur die Bedeutung des NHE für die Alkalinisierung bei kardialen Fibroblasten und Tumor...

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Main Author: Mertens, Julie Anna Geraldine
Contributors: Rupp, Heinz (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2008
Innere Medizin
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Aktivität pH-regulierender Ionentransporter bei kardialen Fibroblasten und Tumorzellen unabhängig vom Natrium-Protonen-Austauscher (NHE) zu untersuchen. Da in der Literatur die Bedeutung des NHE für die Alkalinisierung bei kardialen Fibroblasten und Tumorzellen bereits ausreichend beschrieben ist, wurden die meisten Versuche unter Hemmung des NHE mit HOE694 durchgeführt. Dabei ging es in erster Linie darum, den Einfluss verschiedener Substanzen (Wachstumsfaktoren in fetalem Kälberserum (FBS) und Moxonidin) auf die Aktivität der Ionentransporter näher zu charakterisieren. Kürzlich wurde die Identität des Imidazolin-1-Rezeptors (I1R) aufgeklärt, an den Moxonidin bindet. Es handelt sich hierbei höchstwahrscheinlich um einen S1P1-Rezeptor. Das Imidazolinderivat Moxonidin ist ein in der Klinik etabliertes Antihypertensivum, das im Vergleich zu Clonidin eine sehr hohe Affinität zum I1R besitzt. Ferner senkt es den Sympathikotonus und steigert die Insulinsensitivität. Im Vordergrund der Arbeit stand die Frage, inwieweit die von Wachstumsfaktoren veränderte Aktivität von Ionenaustauschern durch Moxonidin beeinflusst werden kann. Da S1P ebenfalls im FBS enthalten ist, wurde die Wirkung von Moxonidin auf die Aktivität von Ionentransportern in Abhängigkeit von der Stimulation mit FBS untersucht. Erstens stellte sich heraus, dass die 30-minütige Inkubation kardialer Fibroblasten mit FBS eine Alkalinisierung hervorruft, die bei einer 24-stündigen Inkubation mit FBS bestehen bleibt. HeLa Zellen besaßen zwar einen höheren Ausgangs-pH-Wert als kardiale Fibroblasten. Jedoch hatte FBS bei HeLa Zellen eine ähnliche alkalinisierende Wirkung, die ebenfalls über 24 Stunden anhielt. Weiterhin untersuchten wir die Mechanismen, die zu dieser Alkalinisierung führten. So zeigte sich, dass FBS bei kardialen Fibroblasten einerseits eine Hemmung der Erholung aus dem Alkalischen bewirkte, was vermutlich auf der Hemmung von Anionenaustauschern durch FBS beruht. Andererseits bewirkte FBS eine Beschleunigung der Erholung aus dem Sauren, was bei der Hemmung des NHE mit HOE694 auf die Aktivierung des NBC zurückzuführen ist. Diese beiden Mechanismen scheinen daher hauptverantwortlich für die beobachtete Alkalinisierung durch Stimulation mit Wachstumsfaktoren zu sein. Des Weiteren zeigte sich, dass sich HeLa Zellen und kardiale Fibroblasten in ihrer pH-Regulation voneinander unterscheiden. HeLa Zellen reagierten auf die Stimulation mit FBS zwar ebenfalls mit einer Alkalinisierung. Diese Alkalinisierung scheint jedoch vermehrt auf die Stimulation des NBC zurückzuführen zu sein, wohingegen FBS keinen Einfluss auf die Erholung aus dem Alkalischen hatte. Moxonidin hemmte den Anionenaustauscher (AE unter der Voraussetzung, dass die kardialen Fibroblasten mit dem Minimalmedium mit nur 0,4% FBS inkubiert wurden. Unter bereits stimulierten Bedingungen mit 10% FBS zeigte sich bei Acetatpulsen keine signifikante Hemmung des AE durch Moxonidin. Dahingegen konnte Moxonidin den NBC nur dann hemmen, wenn dieser durch Inkubation mit FBS bereits stimuliert war, jedoch nicht unter den Bedingungen des Minimalmediums. Auf die pH-Regulation bei HeLa Zellen hatte Moxonidin in unseren Versuchen keinen Einfluss. In Proliferationsexperimenten konnte gezeigt werden, dass die Kultivierung der Zellen in einem sauren Milieu zu einer Hemmung des Zellwachstums führt. Moxonidin und HOE694 in Kombination führten bei HeLa Zellen zu einer Hemmung der Proliferation, wohingegen die Einzelsubstanzen keinen signifikanten Effekt hatten. Daraus lässt sich die Hypothese ableiten, dass sich die beiden Ionentransporter NHE und NBC auch bei HeLa Zellen gegenseitig ersetzen können. Außerdem bestätigen sich hiermit Experimente von Wong, Kleemann und Tannock, die in der pH-Regulation von Zellen durch die Beeinflussung von Ionentransportern einen wichtigen Angriffspunkt für die Entwicklung von Zytostatika sehen.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2008.0424