Abstract

DO.05.06

Durch Lipidperoxidationsprodukte geschädigte POS hemmen die Autophagie in RPE-Zellen

Krohne T. U.¹, Stratmann N. K.¹, Holz F. G.¹, Kopitz J.^2
1Universitäts-Augenklinik Bonn; ²Pathologisches Institut, Universität Heidelberg

Ziel: Autophagie, der kontinuierliche Umsatz geschädigter Organellen und Makromoleküle durch lysosomalen Abbau, ist von entscheidender Bedeutung für die zelluläre Homöostase vor allem in langlebigen Zellen wie dem RPE. Eine Störung der Autophagie könnte an Lipofuszinogenese und RPE-Zell-Dysfunktion im Rahmen der AMD beteiligt sein. In Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass durch Lipidperoxidationsprodukte wie 4-Hydroxynonenal (HNE) und Malondialdehyd (MDA) veränderte POS die lysosomale Funktion von RPE-Zellen hemmen. Hier haben wir den Effekt auf Autophagie und Lipofuszinogenese der RPE-Zellen untersucht.
Methode: Humane RPE-Zellen (ARPE-19) wurden mit HNE- bzw. MDA-modifizierten POS inkubiert. Die zelleigenen Proteine wurden radioaktiv mit ³H-Leucin markiert und ihr Umsatz in Pulse-Chase-Experimenten gemessen. In Kontrollzellen wurden lysosomale Funktion und Autophagie spezifisch durch Ammoniumchlorid bzw. 3-Methyladenin gehemmt. Die Lipofuszinogenese in behandelten Zellen wurde mit Fluoreszenz-Mikroskopie dokumentiert, mittels Durchfluss-Zytometrie (FACS) quantifiziert, und durch Fluoreszenz-Spektroskopie weiter analysiert.
Ergebnisse: Die Inkubation der RPE-Zellen mit HNE- und MDA-modifizierten POS führte zu einer deutlichen Reduktion der Autophagieaktivität auf 59,8% bzw. 59,7%. Nach 7 Tagen beobachteten wir eine intrazelluläre Anhäufung von granulärem Material mit lipofuszinähnlicher Autofluoreszenz und eine 8,2fache Steigerung der zellulären Autofluoreszenz. Auch ohne Inkubation mit POS erhöhte die spezifische Hemmung der Autophagie die Autofluoreszenz. Die Spektralanalyse ergab Emissionsmaxima bei 440nm und 515nm nach Anregung mit 380nm.
Schlussfolgerungen: Die lysosomale Funktionsstörung, induziert durch die Phagozytose von mit Lipidperoxidationsprodukten veränderten POS, hemmt die Autophagie in RPE-Zellen. Sowohl die lysosomal Dysfunktion als auch die beeinträchtigte Autophagie führen zu einer Erhöhung der zellulären Lipofuszinogenese. Diese Mechanismen könnten an der Pathogenese der RPE-Veränderungen im Rahmen der AMD beteiligt sein.

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