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34. Jahrestagung der Retinologischen Gesellschaft

Retinologische Gesellschaft

01.07. - 02.07.2022, Lübeck

Entwicklung eines Methotrexat-Medikamententrägers zur Inhibition von proliferativen Vitreoretinopathien

Meeting Abstract

  • Sebastian Arrow - Ulm
  • S. Felis - Ulm
  • A. Wolf - Ulm
  • A. Hillenmayer - Ulm
  • C. M. Wertheimer - Ulm

Retinologische Gesellschaft. 34. Jahrestagung der Retinologischen Gesellschaft. Lübeck, 01.-02.07.2022. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2022. Doc01.06

doi: 10.3205/22rg05, urn:nbn:de:0183-22rg055

Veröffentlicht: 29. Juni 2022

© 2022 Arrow et al.
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Gliederung

Text

Hintergrund: Methotrexat wurde in klinischen und präklinischen Studien zur Prophylaxe der proliferativen Vitreoretinopathie (PVR) vorgeschlagen. Um eine Langzeitwirkung zu garantieren, wurde aus dem Polymer Polylactid- co-Glycolid (PLGA) als Trägerstoff und dem Wirkstoff Methotrexat hergestellt ein Medikamententräger hergestellt. Ziel ist eine Charakterisierung der zellbiologischen Wirkung dieses Medikamententrägers auf primäre humane PVR-Membranen in vitro.

Methoden: Die Medikamententrägerzusammensetzung wurde auf Basis einer Literaturrecherche der empirischen pharmakokinetischen Parametern für Methotrexat modelliert. Zur Simulation der Pharmakokinetik im Auge wurde ein pharmakokinetisches Modell genutzt. Es wurde sowohl eine mit Silikonöl, als auch eine mit Salzlösung (BSS) gefüllte Kammer mit dem spezifischen Verteilungsvolumen von Methotrexat genutzt. Die Ultrastruktur des Medikamententrägers wurde mittels Elektronenmikroskopie untersucht. Epiretinale PVR-Membranen wurden während einer pars plana Vitrektomie von 36 Patienten entnommen. Die Membranen wurden in Zellkultur gebracht. Die Zellmigration wurde mittels der Time-Lapse-Mikroskopie und Scratch Wundheilungs Assay untersucht. Im kolormetrischen WST-1 Assay wurde die Viabilität der hPVR bestimmt. Mit dem BrdU Assay wurde die Wirkung auf die Proliferation von hPVR ermittelt. Die hPVR wurden zusätzlich mittels Immunfluoreszenzfärbungen auf die Marker Fibronektin, Cytokeratin-8, GFAP, Vimentin und f-Aktin untersucht.

Ergebnisse: Das Abgabeprofil des Medikamententrägers zeigte eine initiale und finale hohe Freisetzung von Methotrexat. Im pharmakokinetischen Modell mit BSS hielt sich eine Konzentration von über 200nM für 72,7 (±1,5) Tage sowie für 66,3 (±1,5) Tage im Silikonölmodell. Im Vergleich zeigten die kumulativen Freisetzungsprofile sowohl im Augenmodell mit BSS, als auch mit Silikonöl gefülltem keine signifikanten Unterschiede. Weiterhin kam es im Silikonöl-Modell nicht zu einer Methotrexatanreicherung. Der Wirkstoffträger zeigte im Rasterelektronenmikroskop eine für die solvent extrusion Methode von PLGA-typische Oberflächenstruktur. Die Zellbewegungsgeschwindigkeit war in den Zeitrafferaufnahmen, die Wundheilung im Scratch-Assay (p<0.001), die Viabilität im WST1-Assay (p=0.022) sowie die Proliferation im BrdU Assay (p<0.001) zeigten sich nach Zugabe des Medikamententrägers alle herabgesetzt. Die hPVR Zellen zeigten eine spezifische Immunfärbung für Fibronektin, Cytokeratin-8, Vimentin und f-Aktin. Fibronektin war nach der Methotrexatbehandlung im Vergleich zu der Kontrolle in der Intensität abgeschwächt. Cytokeratin 8 und Vimentin waren in den Kontrollgruppen und in denen, die mit dem Medikamententräger inkubiert wurden, gleich intensiv verteilt.

Schlussfolgerung: Der Methotrexat Medikamententräger kann ein über einen längeren Zeitraum eine stabile Wirkstoffkonzentration aufrechterhalten. In den Zellkulturversuchen konnte eine hemmende Wirkung auf pathobiologische Prozesse der hPVR-Zellen gezeigt werden. Aus diesem Grund stellt er eine mögliche Therapieoption zur PVR-Prophylaxe dar.