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Titel: Untersuchung der Beteiligung von TRP-Kanälen an der Calciumhomöostase in Pigmentepithelzellen
Sprache: Deutsch
Autor*in: Seyler, Sebastian
Schlagwörter: TRPV2; Transient receptor potential channels; Retinales Pigmentepithel; Chorioidale Neovaskularisation; Hitzestimulation; Calcium-Imaging; retinal pigment epithelium
GND-Schlagwörter: MakuladegenerationGND
TRP-KanäleGND
CalciumhomöostaseGND
PigmentepithelGND
HitzeGND
Erscheinungsdatum: 2020
Tag der mündlichen Prüfung: 2022-03-04
Zusammenfassung: 
Eine Vielzahl von Funktionen des retinalen Pigmentepithels werden über Änderungen der freien zytosolischen Calciumkonzentration reguliert. In humanen Zellen des retinalen Pigmentepithels konnte die Expression der calciumpermeablen TRP-Kanäle TRPC1, C4, C7, TRPM1, M3, M7 und TRPV1-6 nachgewiesen werden. TRP-Kanäle werden polymodal aktiviert, TRPV1-4 und TRPM3 sind zudem thermosensitiv. Das Ziel dieser Arbeit lag in der Untersuchung der Bedeutung der TRP-Kanäle für die Regulation der Calciumhomöostase und deren Implikationen für RPE-Zellfunktionen. Die Messung der intrazellulären Ca2+-Konzentration erfolgte unter Einsatz des Ca2+-abhängigen Fluoreszenzfarbstoffes Fura-2 an humanen RPE-Primärkulturen und ARPE-19-Zellen. Zur Induktion intrazellulärer Calciumsignale wurden verschiedene Agonisten appliziert, unter Einsatz verschiedener TRP-sensitiver Blockersubstanzen eine Beteiligung von TRP-Kanälen untersucht. Während durch die Applikation von Dopamin, VEGF-C und Capsaicin keine Calciumsignale induziert werden konnten, führte die Applikation von Carbachol und Koffein zu einem raschen Anstieg des zytosolischen Calciums. Weiterführende Untersuchungen ergaben keinen Hinweis auf eine Beteiligung von TRP-Kanälen an der Entstehung dieser Signale. Durch Hitzestimulationen konnten hingegen reproduzierbare Calciumsignale ausgelöst werden, der Einsatz von Blockersubstanzen führte zu einer signifikanten Reduktion dieser Signale. Die Untersuchungsergebnisse zeigten, dass TRPV2- Kanäle diese hitzeinduzierten Signale vermitteln. Basierend auf den Ergebnissen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Stimulation von TRPV2 zu einem Anstieg der VEGF-A-Sekretion - dem Schlüsselfaktor der chorioidalen Neovaskularisation - führt. Diese Erkenntnisse sollten in einem in vitro Laserexpositionsmodell hinsichtlich der Bedeutung für retinale Lasertherapien untersucht werden, die Etablierung eines solchen Modells gelang jedoch nicht.
In dieser Arbeit konnte die funktionelle Präsenz thermosensitiver TRPV2-Kanäle in humanen Pigmentepithelzellen zum ersten Mal nachgewiesen werden. Dieser Nachweis erbringt einen neuen Aspekt zur Evaluation lasergestützter Therapien im Rahmen der Behandlung der AMD und stützt die Theorie zur laserinduzierten CNV. Die Relevanz des TRPV2 für die VEGF-A-Sekretion stellt einen neuen Ansatzpunkt zur weiteren Entwicklung und Verbesserung von VEGF-Inhibitoren in der Behandlung der exsudativen AMD dar.

A variety of functions of the retinal pigment epithelium are regulated by changes in intracellular free cytosolic calcium concentration. In human cells of the retinal pigment epithelium, the expression of the calcium permeable TRP channels TRPC1, C4, C7, TRPM1, M3, M7 and TRPV1-6 was be detected. TRP channels are polymodal activated, TRPV1-4 and TRPM3 are also thermosensitive. The aim of this study was to analyze the importance of TRP channels for the regulation of calcium homeostasis and its possible implications for RPE cell functions. The measurement of the intracellular Ca2+ concentration was carried out using the Ca2+ dependent fluorescent dye Fura-2 on human RPE primary cultures and ARPE-19 cells. For the induction of intracellular calcium signals, various agonists were applied, using a panel of TRP-sensitive blocker substances participating TRP channels were identified. While no calcium signals could be induced by the administration of dopamine, VEGF-C and capsaicin, the application of carbachol and caffeine led to a rapid increase in cytosolic calcium. Further investigations did not indicate that TRP channels were involved in the formation of these signals. By heat stimulation, however, reproducible calcium signals could be triggered, the use of blocker substances led to a significant reduction of these signals. The results showed that TRPV2 channels convey these heat-induced signals. Based on the results of this study, further investigations showed that stimulation of TRPV2 leads to an increase in VEGF-A secretion - the key factor of choroidal neovascularization. These findings led to investigation of an in vitro laser exposure model with regard to the importance of retinal laser therapies, establishing such a model, however, did not succeed.
In this study, the functional presence of thermosensitive TRPV2 channels in human pigment epithelial cells could be detected for the first time. This evidence provides a new aspect for the evaluation of laser-assisted therapies in the context of the treatment of AMD and supports the theory of laser-induced CNV. In the context of VEGF-A secretion, TRPV2 represents a new target for the further development and improvement of VEGF inhibitors in the treatment of exudative AMD.
URL: https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/9549
URN: urn:nbn:de:gbv:18-ediss-99750
Dokumenttyp: Dissertation
Betreuer*in: Hassenstein, Andrea
Strauß, Olaf
Enthalten in den Sammlungen:Elektronische Dissertationen und Habilitationen

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