Abstract

DO.09.03

Biomechanische Eigenschaften von Müllerzellen

Yanors Yandiev1, Yun-be Lu2, Thomas Pannicke2, Kristian Franze2, Andreas Bringmann1, Peter Wiedemann1, Josef Käs2, Andreas Reichenbach2
1Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum Leipzig, Leipzig; 2Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung, Universität Leipzig, Leipzig

Hintergrund
Wie wir bereits in Untersuchungen biomechanischer Eigenschaften von Einzelzellen aus Gehirn und Retina zeigen konnten (Lu et al., 2006, PNAS 103:17759-64), sind Neuronen sehr weiche Zellen, Gliazellen sind jedoch noch weicher. Es wird vermutet, daß diese biomechanischen Eigenschaften vom Zytoskelett beeinflußt werden. Demnach könnten Änderungen des Zytoskeletts in Fällen von reaktiver Gliose und Glianarbenbildung diese Zelleigenschaften ändern. Müllerzellen exprimieren in der normalen Netzhaut das Intermediärfilament Vimentin. Bei Erkrankungen der Netzhaut weisen Müllerzellen mehr Vimentin auf und exprimieren außerdem das Intermediärfilament GFAP (glial fibrillary acidic protein). In der aktuellen Studie haben wir die biomechanischen Eigenschaften von normalen und aktivierten Müllerzellen verglichen.
Methode
Transiente Ischämie wurde in der Netzhaut von adulten Long-Evans-Ratten durch Erhöhung des intraokulären Druckes für 60 Minuten induziert. Sieben Tage nach Ischämie wurden akut isolierte Müllerzellen für biophysikalische Messungen am Rasterkraft-Mikroskop verwendet.
Ergebnisse
Müllerzellen aus postischämischen Netzhäuten zeigen eine deutliche Gliose mit erhöhter Expression von GFAP und Vimentin. Um die lokalen mechanischen Eigenschaften der Müllerzellen zu charakterisieren, haben wir den Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) bei Frequenzen von 30 und 100 Hz gemessen. Dabei wurden Endfuß, innerer Fortsatz und  Soma der Zellen separat untersucht. Sowohl Endfuß als auch innerer Fortsatz wiesen bei Müllerzellen aus postischämischen Netzhäuten einen erhöhten Elastizitätsmodul auf, waren also steifer. Keinen Unterschied gab es am Soma.
Schlussfolgerungen
Bei gliotischen Müllerzellen fanden wir eine Korrelation zwischen einer verstärkten Expression von Intermediärfilamenten und einer erhöhten Festigkeit. Auftretende räumliche Unterschiede der biomechanischen Eigenschaften innerhalb einer Zelle könnten durch die Lokalisation der Intermediärfilamente in Endfuß und innerem Fortsatz der Müllerzellen bedingt sein. Außer den Intermediärfilamente könnten aber auch andere Proteine des Zytoskeletts oder Zellorganellen einen Einfluss auf die Biomechanik der Zellen haben.

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