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Einleitung: Die Leber ist ein metabolisch hochaktives Organ, mit einem großen Regenerationspotential. Neben mitogenen Signalen durch hepatotrophe Wachstumsfaktoren wie EGF, HGF oder ALR wird die Leberregeneration auch durch Metabolite reaktiver Stauerstoffspezies (ROS) und zellprotektive Mechanismen getriggert. In früheren Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass ALR über die Aktivierung der MAPK-Kaskade leberspezifisch als Mitogen auf die Zellproliferation wirkt. Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, eine mögliche protektive Wirkung von ALR in vitro anhand verschiedener hepatischer Schädigungsmodelle zu untersuchen.

Material und Methoden: Primäre humane Hepatozyten (phH) und hepatische Zelllinien (HepG2, HUH7) wurden in vitro verschiedenen meatbolischen Noxen (Ethanol, 5-FU, Actinomycin.D) konzentrationsabhängig ausgesetzt und mit oder ohne rhALR koinkubiert. Die Zellproliferation wurde mittels MTT-Assay nachgewiesen. Der ausgelöste Zellschaden wurde mittels photometrischer Quantifizierung der Zellintegritätsenzyme (LDH, GOT, GPT) bestimmt. Der Redox Status der Zellen wurde kolorimetrisch durch die Messung der GSH/GSSG Ratio ermittelt. Der Anteil der apoptotischen Zellen wurde im FACS mittels Propidiumiodid (PI) oder Annexin/PI Färbung bestimmt. Der Nachweis der zugrundeliegenden Mechanismen der Signaltransduktion (AKT, ERK) erfolgte teilweise unter Blockierung von upstream in der Signalkaskade lokalisierten Enzymen mittels Western blot.

Ergebnisse: Die Wirksamkeit von rhALR konnte in vitro durch eine konzentrationsabhängige Steigerung der Zellproliferation an phH und HepG2 gezeigt werden. Die Daten der FACS-Analyse und der Messung des Enzymleakage zeigen die konzentrationsabhängige Steigerung der Zellschädigung durch Ethanol, ActD und 5-FU. Analog dazu nahm die Proliferation in Abhängigkeit der Konzentration ab. Mittels FACS Analyse und Enzymleakage konnte eine konzentrationsabhängige protektive Wirkung von ALR nachgewiesen werden, indem auch der induzierte Zellschaden sowohl in HepG2 als auch primären Leberzellen durch ALR signifikant inhibiert wurde. Im Western Blot führt rhALR zu einer vermehrten Phosphorylierung von Akt, womit antiapoptotische Signale reguliert werden. Dieser protektive Effekt war im Unterschied zu HGF und EGF leberspezifisch, d.h. rhALR hatte auf Zelllinien anderer Organsysteme (Darm, Lunge, Pankreas) keine protektive Wirkung.

Schlussfolgerung: In den vorliegenden Untersuchungen konnte in vitro eine leberspezifische, protektive Wirkung des hepatotrophen Wachstumsfaktors ALR anhand verschiedener Schädigungsmodelle nachgewiesen werden. In Abgrenzung zu den bekannten Wachstumsfaktoren HGF und EGF eröffnet die Leberspezifität von ALR die Möglichkeit eines zielgerichteten therapeutischen Einsatzes als Cytoprotektivum zur Unterstützung der Leberregeneration beispielsweise nach Chemotherapie, Ischämie/Reperfusion oder im akuten Leberversagen.