Neue Regulatoren der Eryptose

Abstract

Ausgereifte, humane rote Blutkörperchen vermögen trotz ihres Mangels an Zellorganellen einen programmierten, suizidalen Zelltod – ähnlich der Apoptose – zu durchlaufen. In Abgrenzung zur Apoptose, welche grundlegend auf dem Vorhandensein des Zellkerns und der Mitochondrien beruht, wird der suizidale, erythrozytäre Zelltod als Eryptose bezeichnet. Ausgelöst wird der suizidale Erythrozytentod unter anderem durch einen osmotischen Schock, oxidativen Stress oder eine Energiedepletion. Ebenso wird ein Auftreten der Eryptose auch in Folge multipler Erkrankungen beobachtet und durch eine Vielzahl an Xenobiotika entweder stimulierend oder aber inhibierend beeinflusst. Die vorliegende Dissertation verfolgt das Bestreben, neue Regulatoren der Eryptose darzulegen und ermittelt daher die Wirkung von Costunolid, Phenoxodiol, Raloxifen sowie Taurolidin auf den suizidalen Zelltod der roten Blutkörperchen. Die ausgeführten Untersuchungen erfolgten durchflusszytometrisch, indem die Phosphatidylserinexposition auf der Zelloberfläche anhand der Annexin V-vermittelten Fluoreszenz, das Zellvolumen anhand des Vorwärtsstreulichts, die intrazelluläre Kalziumkonzentration anhand der Fluo-3-vermittelten Fluoreszenz, die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies anhand der DCFDA-vermittelten Fluoreszenz und das Ceramidvorkommen anhand spezifischer Antikörper ermittelt wurden. Nach einer 48 stündigen Inkubation mit Costunolid in der Konzentration 15 µg/ml binden die Erythrozyten signifikant erhöht Annexin V, weisen ein signifikant verringertes Vorwärtsstreulicht auf, zeigen eine signifikant erhöhte Fluo-3-Fluoreszenz und DCFDA-vermittelte Fluoreszenz auf und zeichnen sich durch ein vermehrtes Ceramidvorkommen aus. Eine 48 stündige Inkubation mit Phenoxodiol in der Konzentration 100 µg/ml resultiert in einer signifikant erhöhten Annexin V-Bindung der roten Blutkörperchen, führt zu einer signifikanten Reduktion des Vorwärtsstreulichts, bewirkt eine signifikant verminderte Fluo-3-Fluoreszenz und zeigt ein vermehrtes Ceramidvorkommen, wohingegen sich die DCFDA-vermittelte Fluoreszenz nicht signifikant verändert. Nach einer 48 stündigen Inkubation mit Raloxifen in der Konzentration 60 µg/ml binden die roten Blutkörperchen vermehrt Annexin V, zeigen ein signifikant vermindertes Vorwärtsstreulicht, weisen eine signifikant gesteigerte Fluo-3-Fluoreszenz sowie DCFDA-vermittelte Fluoreszenz auf und legen eine vermehrte Ceramidhäufigkeit dar. Eine 48 stündige Inkubation mit Taurolidin in der Konzentration 60 µg/ml führt zu einer gesteigerten Annexin V-Bindung der roten Blutkörperchen, bewirkt eine Abnahme des Vorwärtsstreulichts, erhöht die Fluo-3-Fluoreszenz und steigert die Ceramidhäufigkeit, verändert die DCFDA-vermittelte Fluoreszenz allerdings nicht signifikant. Aus den Ergebnissen dieser Dissertation geht hervor, dass alle der hierin getesteten Xenobiotika einen stimulierenden Einfluss auf die Eryptose der roten Blutkörperchen ausüben: Eine Inkubation der Erythrozyten mit Costunolid, Phenoxodiol, Raloxifen oder Taurolidin bewirkt sowohl den Verlust der Membranasymmetrie mit der Exposition von Phosphatidylserin auf der Zelloberfläche, als auch die Zellschrumpfung. Mechanistisch liegt der Eryptose-fördernden Wirkung des Costunolids dabei zumindest in Teilen ein intrazellulärer Kalziumanstieg, eine Ausübung von oxidativem Stress sowie die Bildung von Ceramid zugrunde. Phenoxodiol stimuliert den suizidalen, erythrozytären Zelltod mindestens teilweise durch die Ansammlung von Ceramid. Die Auslösung der Eryptose durch Raloxifen ist zumindest zum Teil durch einen intrazellulären Kalziumanstieg sowie die Entstehung von oxidativem Stress und Ceramid bedingt. Taurolidin fördert den gesteuerten Erythrozytentod mindestens in Teilen durch eine Steigerung der intrazellulären Kalziumaktivität und durch eine Ceramidansammlung.