Der Einfluss von trans-Zimtaldehyd auf den programmierten Zelltod von Erythrozyten

Abstract

Kernhaltige Zellen sind in der Lage einen programmierten Zelltod, die Apoptose, durchzuführen. Aber auch die kernlosen Zellen wie die Erythrozyten können einen programmierten Zelltod erfahren, die Eryptose. Dabei kann die Eryptose durch bestimmte Substanzen beeinflusst werden. So gehören zum Beispiel Stickstoffmonooxid, Coffein oder Katecholamine zu den Inhibitoren der Eryptose. Wärend hingegen Prostaglandin E2, Gold oder Retinsäure die Eryptose triggern. In dieser Studie soll der Einfluss von trans-Zimtaldehyd auf die Eryptose erforscht werden. Wichtige Merkmale für die Eryptose sind die erhöhte zytosolische Ca2+-Konzentrationen und die daraus resultierende Zellschrumpfung, sowie die Phosphatidylserinexposition an der Außenseite der Erythrozytenmembran. Mit Hilfe von FITC-konjungiertem Annexin V, kann die Phosphatidylserinexposition, und die Aktivität der erythrozytären Scramblase durchflusszytometrisch gemessen werden. Trans-Zimtaldehyd führt hier zu einer erhöhten Phoshatidylserinexposition an die Außenseite der Erythrozyten. Die erhöhte intrazelluläre Ca2+-Konzentration wurde mit Hilfe von Fluo-3/AM gemessen. Der Anstieg von intrazellulärem Kalzium zieht eine Aktivierung kalziumabhängiger Kaliumkanäle mit sich, was zu einem Kaliumausstrom führt. Der so entstehende osmotische Gradient hat ein Ausströmen von Wasser zur Folge, was die Zelle schrumpfen lässt. Das Schrumpfen der Zelle wird durch das Forward Scatter (FSC) im Durchflusszytometer bestimmt. Um die These zu überprüfen das trans-Zimtaldehyd durch das Öffnen von Kalziumkanälen Eryptose auslöst, wurden weitere Versuche durchgeführt. Dabei wurden Erythrozyten mit 20µM trans-Zimtaldehyd ausgesetzt bei einer vollständigen Abwesenheit von extrazellulärem Kalzium in der Versuchsdurchführung. Die Phoshatidylserinexposition fiel dabei signifikant schwächer aus. Die Ergebnisse belegen damit das trans-Zimtaldehyd durch erhöhte zytosolische Ca2+-Konzentration und die daraus resultierende Zellschrumpfung, sowie die Phosphatidylserinexposition an der Außenseite der Erythrozytenmembran, Eryptose auslöst. Diese Ergebnisse sind jedoch noch weit von einer klinischen Anwendung entfernt. Um dieses Ziel zu erreichen müssen noch viele Studien abgeschlossen werden. Man kann die hier erbrachten in vitro Experimente nicht einfach auf einen komplexen Organismus wie den Menschen übertragen. Somit sind in vivo Experimente erforderlich. Des Weiteren muss, um trans-Zimtaldehyd zum Wohle von Patienten einsetzen zu können, genau erforscht werden, welche Konzentrationen in vivo den jeweils gewünschten Effekt erzielen. Trotz des weiten Weges, welcher bis zur klinischen Anwendung von trans-Zimtaldehyd noch vor uns liegt, war diese Studie ein wichtiger Schritt um eines Tages trans-Zimtaldehyd bei der Behandlung von Krankheiten verwenden zu können.