gms | German Medical Science

Hintergrund: Cathepsine sind eine Familie lysosomaler und sezernierter Proteasen, die für den intrazellulären Proteinstoffwechsel und die Matrixinvasion eine Rolle spielen. Cathepsin B (Ctsb) und Cathepsin Z (Ctsz) sind zwei Mitglieder der Cystein-Cathepsine mit möglichem Einfluss auf die Angiogenese. Wir haben daher den angiomodulativen Effekt der beiden Cathepsine sowohl in vitro als auch im Model der Laser induzierten choroidalen Neovaskularisation (Laser-CNV) untersucht.

Methoden: Ctsb-/- Mäuse, Ctsz-/- Mäuse, Ctsb/Ctsz doppel- knockout Mäuse (Ctsb/z DKO) und C57BL/6 Wildtyp Kontrollen haben eine Argon-Laser Behandlung erhalten um eine CNV-Bildung zu induzieren.10 Tage nach der Laserbehandlung wurden die Tiere mit FITC-Dextran perfundiert, die Augen wurden entnommen und choroidale Flachpräparate wurden hergestellt. Die CNV Fläche jedes einzelnen Herdes wurde quantifiziert. Für die in vitro Untersuchung wurde das Aussprossen von Endothelzell-Sphäroiden in einer Kollagen Matrix unter VEGF Stimulation untersucht. Ein pan-Cathepsin Inhibitor wurde der Matrix hinzugefügt. Alleinige VEGF 165 Stimulation diente als Positivkontrolle.

Ergebnisse: Im Laser CNV Modell zeigten weder die Ctsb-/- noch die Ctsz-/- Mäuse einen signifikanten Unterschied hinsichtlich der CNV Fläche verglichen zu den Wildtypkontrollen (p=0,7 und p=0,1). Ctsb/z DKO zeigten jedoch eine signifikant geringe CNV Fläche verglichen zu den Wildtypkontrollen (p=0.001). Entsprechend zeigte die VEGF induzierte Sphäroidsprossung in vitro eine signifikante Reduktion unter dem breit-spektrum Cysteine-Cathepsin Inhibitor E64d (p=0,0001).

Schlussfolgerungen: Unsere Ergebnisse zeigen, dass der knockout von entweder Ctsb oder Ctsz alleine keinen signifikanten Einfluss auf die Laser-induzierte CNV Bildung hat. Allerdings zeigt die CNV Entwicklung in der Ctsb/z DKO Maus eine signifikante Reduktion, was möglicherweise auf einen kompensatorischen Mechanismus zwischen den verschiedenen Cathepsinen schließen lässt. Entsprechend zeigt sich eine signifikante Reduktion der Sphäroidsprossung unter Einfluss eines breit-Spektrum Cathepsin Inhibitors. Der Sphäroid-Versuch spricht auch dafür, dass der anti-angiogene Effekt der Cathepsin-Inhibition über einen direkten endothelialen Mechanismus vermittelt wird ohne Beteiligung anderer Zelltypen.