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34. Jahrestagung der Retinologischen Gesellschaft

Retinologische Gesellschaft

01.07. - 02.07.2022, Lübeck

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Analyse des zellulären Stoffwechsels von ARPE-19-Zellen mittels Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie

Meeting Abstract

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  • Yoko Miura - Institut für Biomedizinische Optik, Universität zu Lübeck; Lübeck; Klinik für Infektiologie und Mikrobiologie, UKSH Campus Lübeck; Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH
  • P. Enzian - Institut für Biomedizinische Optik, Universität zu Lübeck
  • J. Kempska - Lübeck
  • K. Shima - Klinik für Infektiologie und Mikrobiologie, UKSH Campus Lübeck
  • N. Kubota - Institut für Biomedizinische Optik, Universität zu Lübeck
  • S. Sonntag - Lübeck
  • J. Rupp - Klinik für Infektiologie und Mikrobiologie, UKSH Campus Lübeck
  • S. Grisanti - Lübeck
  • R. Brinkmann - Institut für Biomedizinische Optik, Universität zu Lübeck; Medizinisches Laserzentrum Lübeck GmbH

Retinologische Gesellschaft. 34. Jahrestagung der Retinologischen Gesellschaft. Lübeck, 01.-02.07.2022. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2022. Doc06.02

doi: 10.3205/22rg21, urn:nbn:de:0183-22rg218

Veröffentlicht: 29. Juni 2022

© 2022 Miura et al.
Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung). Lizenz-Angaben siehe http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Gliederung

Text

Hintergrund: Eine verminderte Energiestoffwechselaktivität ist wesentlich für degenerative Zellveränderungen. Bei kultivierten retinalen Pigmentepithelzellen (RPE) können nachweislich phänotypische Veränderungen, die der altersbedingten Makuladegeneration (AMD) ähneln, durch Serumentzug herbeigeführt werden. In dieser Studie wurden diese Auswirkungen auf den Energiestoffwechsel von ARPE-19 Zellen durch Messung der mitochondrialen Atmung und Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie (FLIM) untersucht.

Methoden: ARPE19-Zellen wurden mit Vollmedium (10% fötales Kälberserum (FKS)) oder unter Serumentzug (1% FKS) kultiviert. 24 h nach der Kultivierung wurde mittels WST-1-Assay die Zellvitalität und mittels Seahorse XF Cell Mito-Stress-Test die mitochondriale Atmungsfunktion analysiert. Über einen 14-tägigen Zeitraum wurden FLIM Messungen durchgeführt, wobei die Fluoreszenzlebensdauer (FLD) in zwei Kanälen gemessen wurde: Kanal 1 detektiert hauptsächlich Autofluoreszenz (AF) von Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NADH) bei einer Anregungswellenlänge λex=375 nm und Emissionswellenlänge λem=400-450 nm. Kanal 2 detektiert die AF von Flavin-Adenin-Dinukleotid (FAD) und Flavin-Mononukleotid (FMN) bei λex/λem von 473 nm/500-650 nm.

Ergebnisse: Unter Serumentzug blieb die Zellproliferation unverändert, die maximale Atmung nahm jedoch im Vergleich zu den Bedingungen mit Vollmedium deutlich ab (-21%). FLIM zeigte, dass sich die τm im NADH-Kanal unter Serumentzug im Vergleich zum Vollmedium verkürzte, wobei der Unterschied nach 14 Tagen statistisch signifikant war. Im Gegensatz dazu war τm im FAD-Kanal unter Serumentzug bereits ab Tag 8 signifikant verlängert und nahm weiter zu.

Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass reduzierte mitochondriale Funktionen deutliche Veränderungen in der FLD von NADH und FAD/FMN in RPE-Zellen verursachen können, bevor Auswirkungen auf die Zellproliferation und -morphologie sichtbar werden. Die kürzlich eingeführte Fluoreszenzlebensdauer-Ophthalmoskopie (FLIO) verwendet einen Anregungs-Emissions-Spektralbereich, der mit der AF von FAD/FMN übereinstimmt. Daher könnte FLIO eine frühzeitige Erkennung von Abweichungen im FAD/FMN-Status ermöglichen, die auf Veränderungen in der mitochondrialen Funktion des RPE und der Netzhautzellen zurückzuführen ist. Dies würde eine Bewertung von Änderungen im retinalen Energiestoffwechsel erlauben.