Silmän mykiön oksidatiivisesta stressistä ja tulehduslääkkeitten vaikutuksesta väitöskirja 2006 (A. Petersen)

Väitöskirja Petersen Anna. Oxidative stress and proteolysis in the lens- effects of anti-inflammatory drugs. ISBN 91-628-6746-6 Väitöstilaisuus 10.3.2006 Sahlgrenska Akademi Göteborgs universitet.

Silmän linssin oksidatiivinen stressi ja proteolyysi- Anti-inflammatoristen lääkkeitten vaikutus.

Abstraktin suomennosta

TAUSTA: Oksidatiivisella stressillä tiedetään olevan merkitystä iän mukana kehittyvän kaihin synnyssä.

TARKOITUS:Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena on ollut selvittää proteolyysin redox-säätelyä ja anti-inflammatoristen lääkeaineitten oksidatiivisia ja antioksidatiivisia vaikutuksia ihmisen silmän linssin epiteelisoluissa (HLEC) ja hiiren intaktisssa linssissä.

MENETELMÄ: Tutkimuksisssa on nesteessä ollut fysiologiset olosuhteet, sokerin pitoisuus on vastannut 5,2 mmol. Sokeri ei ole ollut muuttujana. Ihmisen linssin epiteelisolut ja intaktit hiiren linssit altistettiin NSAID-lääkkeille kuten indometasiinille, diklofenakille, celekoksibille ja asetyylisalisyylihapolle, samoin glukokortikoidille dexametasoni. HLEC-soluihin kohdistettiin oksidatiivinen stressi (H2O2). Apoptoosia tutkittiin solutumista Hoechstin värjäysmenetelmällä ja kaspaasi-3 aktiviteettia mittaamalla. Soluihin järjestettiin superoksidianioinin (O2-) vaihtelevaa tuottumista (dihydroetiniumilla), peroksidien vaihtelevaa tuottumista (diklorofluoresiinidiasetaatilla) ja glutationin (GSH) vaihteluja ( monoklorobimanilla). Mitokondrioitten depolarisaatiota mitattiin jännitteelle herkällä värillä JC-1. Morfologiaa tutkittiin transmissio-elektronimikroskopialla (TEM). Kalpaiinin, proteosomin ja happamien lysosomaalisten proteaasien proteolyyttinen aktiviteetti mitattiin käyttämällä fluorogeenisia substraatteja.

TULOKSET: Matalapitoinen NSAID ja ASA suojasivat vetyperoksidin (H2O2) indusoimalta apoptoosilta HLEC-soluja, kun taas korkeat pitoisuudet olivat toksisia. Matalapitoisina NSAID ja ASA vähensivät superoksidianionin (O2-) ja peroksidin tuottumista sekä GSH:n vähenemistä oksidatiivisen stressin alaisissa HLEC-soluissa. Mutta ei voitu havaita mitään NSAID:n ja ASA:n antamaa suojaa vetyperoksidin (H2O2) indusoimaa mitokondriamembraanin depolarisaatiota vastaan. Deksametasoni lisäsi huomattavasti apoptoosia, mutta sillä ei ollut mitään vaikutusta superoksidin (O2-) tuottoon, GSH:n pitoisuuteen tai mitokondrian membraanipotentiaaliin. Vain korkein deksametasonipitoisuus (100 mikromoolia) osoitti kohonnutta peroksidin tuottoa. TEM-menetelmällä havaittiin deksametasonille altistettujen HLEC-solujen järjestyminen moniin kerroksiin, vakuolien muodostuminen ja elektronitiheitten multivesikulaaristen kappaleitten ilmestyminen näihin linssiepiteelisoluihin. 
 

Kehitettiin uusi metodi mitata hiiren intaktin linssin proteolyysi. Proteolyyttistä aktiviteettia stimuloitiin solun sisäistä kalsiumpitoisuutta kohottamalla. ( ionomysiinin lisäyksellä). Proteosomin inhibiittori lactacystiini vähensi huomattavasti proteolyysiä. Sen sijaan kalpaiinin inhibiittorit ja lysosomaalisten entsyymien inhibiittorit eivät vähentäneet proteolyysiä. Kaikki proteosomin kolme pääpeptidaasia HLEC-lysaatissa vaikuttuivat, kun niitä inkuboitiin joko redusoidulla (GSH) tai oksidoidulla (GSSG) glutationilla; Kymotrypsiinin kaltaiset ja peptidyyliglutamyyli-peptidaasin kaltaiset aktiviteetit antoivat samankaltaisen vasteen kun lisättiin GSH:ta. Mutta trypsiininkaltainen aktiviteetti inhiboitui, kun GSH lisättiin. Mutta kun lisättiin GSSG, kaikkien kolmen peptidaasin aktiviteetti inhiboitui. Mutta jos samanaikaisesti inkuboitiin redusoivan aineen ditiotreitolin kera, kumoutui GSSG:n estovaikutus.

Vetyperoksidin (H2O2) aiheuttama oksidatiivinen stressi vähensi huomattavasti HLEC-soluviljelmissä proteosomin pääasiallista peptidaasiaktiviteettia. Kun intakteja hiiren linssisoluja inkuboitiin vetyperoksidin vaikutuksen alaisina, havaittiin proteosomissa taipumus kymotrypsiiniaktiviteetin vähenemiseen ja alentuneisiin GSH-pitoisuuksiin.

JOHTOPÄÄTÖKSENÄ on, että NSAID ja ASA (VAIN matalin pitoisuuksin) suojaavat apoptoosilta oksidatiivisen stressin alaisia ihmisen linssin epiteelisoluja antioksidatiivisin aktioin. Steroideille altistuneet ihmisen linssin epiteelisolut osoittivat soluviljelmissä solujen kertymistä kerroksiin ja apoptoosin lisääntymistä, mikä viittaa häiriintyneeseen differentiaatioon, häiriintyneeseen proliferaatioon ja häiriintyneeseen migraatioon, mitkä ovat mahdollinen mekanismi steroidien aiheuttaman kataraktan kehittymisessä. Solun sisäinen redoxstatus säätelee tiukasti linssin epiteelisolujen proteolyysin.

(Tekstiosasta:

Solujen GSH/GSSG-suhde on tärkeä proteosomin säädössä. 20S proteosomi on osana ubikitiini-proteosomitietä (UPP), jota pidetään tärkeänä oksidoituneitten tai muuten vaurioituneitten, iän mukana kehkeytyvien proteiinien poistamisessa. Oksidoituminen on tavallinen ikääntymisilmiö, samoin vetyperoksidin lisääntyvä osuus kaihiintuvassa silmässä- jolle C- ja E-vitamiini taas ovat vastavaikuttavia ja suojaavia antioksidantteja). Silmän linssillä on useita suojajärjestelmiä oksidatiivista stressiä vastaan , eräs tärkeimmistä on glutationisysteemi, GSH. Korkea GSH-pitoisuus voi ylläpitää linssiproteiineissa reduktiotilaa ja samalla essentiellisti suojata sisä- ja ulkosyntyisiä vapaita happiradikaaleja vastaan). 

 Suomennos 10.3. 2006 lb