Abstract

DO.21.06

Planares Patch-Clamping in CEC: Neue klinische Anwendung?

Stefan Mergler1, Monika Valtink2, Katrin Engelmann3, Uwe Pleyer1
1Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Virchow-Klinikum, Berlin; 2Institut für Anatomie der TU Dresden, Medizinische Fakultät "Carl Gustav Carus", Dresden; 3Augenklinik, Klinikum Chemnitz

Ziel: Die Identifizierung von apoptotischen oder geschädigten humanen Hornhautendothelzellen (HCECs) ist auf eine morphologische Beurteilung und Vitalfärbung begrenzt. Die molekularen Mechanismen, die zum Hornhautendothelzellverlust führen, sind nicht völlig verstanden. Eine Möglichkeit differenzierte Hinweise zu erhalten ist die Untersuchung der zellulären Signale und Ionenkanalaktivitäten. In diesem Zusammenhang ist bekannt, dass dieser Zellverlust oft über Apoptose beim oxidaten Stress verursacht wird.
Methode: Das automatisierte planare Patch-Clamping hat sich inzwischen in der Arzneimittelforschung und bei Sicherheitsprogrammen etabliert. Es erlaubt differenzierte und systematische Tests von Substanzen. Eine besonders erfolgreiche automatisierte Methode ist das planare Patch-Clamping mit Mikrochips. Dies ist die Technologie, die in dieser Studie verwendet wurde. Bei dieser Methode werden konventionelle Patchpipetten durch flache Glasplatten mit einem sehr kleinen Loch in der Mitte ersetzt (Mikrochip). Die routinemäßige intra- und extrazellulare Perfusion ermöglicht eine genaue Untersuchung der Regulation und der Pharmakologie von Ionenkanälen. Bislang waren solche Studien nur geschickten und engagierten Experimentatoren vorbehalten.
Ergebnisse: Aktivitäten bestimmter Ionenkanäle konnten sowohl mit konventionellem als auch planarem Patch-Clamping erstmalig in HCECs nachgewiesen werden. Außerdem konnten temperatursensitive Transient Rezeptor Potential (TRP)-ähnliche nicht-selektive Kationenkanalströme und Capsaicin-sensitive Kanalströme detektiert werden. Die Expression von TRPV1-3 Ionenkanälen in HCEC konnte mit RT-PCR Analysen, Western Blots und Fluoreszenz-Zellmessungen bestätigt werden.
Schlussfolgerungen: Die Anwendung neuartiger Messtechnologien eröffnet neue Perspektiven in der Erforschung der Physiologie von HCECs. Dies betrifft v.a. apoptose-assoziierte Mechanismen, die mit einer Erhöhung der Aktivität bestimmter Ionenkanäle verbunden sind. Die neuen Befunde können direkte klinische Auswirkungen haben (Hornhautbanken, Hornhauttransplantation).
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