Pharmaceutica Analytica Acta

Abstrakt

Ein dreidimensionales Überwachungssystem für Kollagengel-Kontraktionen, das ein Trabekelwerk vom Schwein zum Screening von Mitteln gegen Augeninnendruck verwendet

Hiroyoshi Kasai, Mitsue Ishisaka, Eiichi Shirasawa und Hideaki Hara

Man geht davon aus, dass der kontraktile Zustand des Trabekelwerks (TM) den Abfluss der Kammerwasserflüssigkeit und den Augeninnendruck (IOD) beeinflusst. Es wird vermutet, dass die Entspannung des TM den konventionellen Abfluss durch Erhöhung der Gewebeporosität steigern und so zu einem Rückgang des IOD führen kann und daher ein therapeutisches Ziel für die Behandlung von Glaukom sein könnte. Dementsprechend untersuchten wir die Auswirkungen verschiedener Wirkstoffe auf die Kontraktilität kultivierter Zellen des porcinen Trabekelwerks (pTM) mithilfe eines dreidimensionalen (3D) Kollagengeltests, um eine Screeningmethode zur Identifizierung neuer Anti-IOD-Wirkstoffe zu entwickeln. Wir identifizierten pTM-Zellen, die wir aus Schweineaugen gewonnen hatten, anhand ihrer Zellform und Expression von LDL-Rezeptoren (Low Density Lipoprotein). Eingebettet in Kollagengele zeigten die pTM-Zellen eine von der Konzentration des fötalen Rinderserums (FBS) abhängige kontraktile Aktivität. Verschiedene Kinaseinhibitoren, insbesondere Inhibitoren der zellcyclinabhängigen Kinase (Rescovitin), Rho- und Ca2+-abhängigen Proteinkinase (Y-27632), Tyrosinkinase (Tyrphostin AG879), Phosphatidylinositol-3-Kinase (Bisindolylmaleimid I, BIM I) und Ca2+/Calmodulin-Kinase (Chelerythrin), hemmten die Kollagengelkontraktion stark. Diese Kontraktion wurde auch durch Ethacrynsäure, durch Inhibitoren von Na+, K+-ATPase (Ouabain), Ca2+-ATPase (Thapsigargin) und 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym-A-(HMG-CoA)-Reduktase, durch einen nichtselektiven Phosphodiesteraseinhibitor (Papaverin) und durch Adenosin A2 (Metrifudil) und Cannabinoidrezeptor-Agonisten (CP-55940) gehemmt. Darüber hinaus zeigten BIM I, Simvastatin, BQ-123 und CP-55940 eine teilweise Zytotoxizität. Die hemmende Wirkung von Chelerythrin und Thapsigargin wurde ebenfalls der Zytotoxizität zugeschrieben. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass dieses In-vitro-3D-Kollagengel-Kontraktionsüberwachungssystem als schnelle und empfindliche Screening-Methode zur Identifizierung neuer Wirkstoffe verwendet werden könnte, die eine pTM-Zellenrelaxation induzieren und gleichzeitig sowohl Haupt- als auch Nebenwirkungen erkennen könnten.