Aufnahme, Abbau und Bindung von ApoE(3/3)- versus ApoE(4/4)-Liposomen in hippokampalen Zellen

Abstract

Sowohl im Stoffwechsel der Lipoproteine im Plasma als auch im cerebralen Lipoproteinmetabolimus spielt das Apolipoprotein E eine zentrale Rolle. Im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen wie z.B. der Alzheimerschen Erkrankung wurde die Aufmerksamkeit in den letzten Jahren auf den Isoform-spezifischen Metabolismus des Apolipoprotein E im zentralen Nervensystem gelenkt. Vor diesem Hintergrund befasst sich die vorliegende Arbeit mit der Aufnahme, dem Abbau und der Bindung der homozygoten Isoformen ApoE(3/3) und ApoE(4/4) in hippokampalen Zellen. Vor Beginn der ersten Aufnahmeassays wurden die Zellen der beiden verwendeten Kulturen (HT 22-Zelllinie und primäre murine hippokampale Zellen) bezüglich ihrer Expression der Rezeptoren der LDL-R-Familie untersucht. Die Ergebnisse decken sich hier zum Großteil mit den Ergebnissen vorangegangener Studien, es wurden die Rezeptoren LRP, LDL-R und ApoER2 in beiden Kulturen, Megalin nur in den HT 22-Zellen und LR11 und Cubilin in keiner der beiden Kulturen detektiert. Um die Versuchsbedingungen zu optimieren, wurden die ersten Aufnahmeassays mit den Modellzellen der Zelllinie HT 22 und der Isoform ApoE(3/3) durchgeführt. Im Verlauf erwiesen sich die primären murinen hippokampalen Zellen als geeigneter zur Beurteilung des Isoform-spezifischen Metabolismus, ebenso zeigte sich eine Inkubationszeit von 4 Stunden als optimal. In den folgenden Versuchen mit den primären murinen hippokampalen Zellen ergab sich eine deutlich höhere Aufnahme der Isoform ApoE(4/4) im Vergleich zu ApoE(3/3). Zusätzlich zeigte sich die Aufnahme des ApoE bei beiden Isoformen am 1. Tag in Kultur höher als am 2. Tag gefolgt vom 5. Tag in Kultur. Die Isoform-spezifische Bindung erwies sich an allen Tagen als zu gering um aussagekräftig zu sein, im Vergleich des Isoform-spezifischen Abbaus wurden mehr ApoE(4/4)-Liposomen als ApoE(3/3)-Liposomen abgebaut. In Ergänzung zu den vorangegangenen radioaktiven Zellassays wurden Aufnahme-experimente mit ApoE(3/3)- versus ApoE(4/4)-Liposomen als Liganden in der indirekten Immunfluoreszenz durchgeführt. In den Immunfluoreszenzversuchen konnte die neuronale Aufnahme von Liposomen beider Isoformen gezeigt werden, es ließen sich jedoch keine Isoform-spezifischen quantitativen Unterschiede festmachen.

In zukünftigen Untersuchungen bleibt unter anderem zu klären, inwiefern die gezeigte höhere Aufnahme des ApoE (4/4) im Vergleich zu Apo E (3/3) mit den bekannten Veränderungen z.B. des Cytoskeletts der neuronalen Zellen oder des beta-Amyloids bei neurodegenerativen Erkrankungen zusammenhängt.