Effects of Antiestrogens on Retinal Cells in vitro -Glutamate Transporter as a Novel Target?

TamPub

Näytä suppeat kuvailutiedot

dc.contributor.author Mäenpää, Hanna -
dc.date.accessioned 2012-12-03T12:11:27Z
dc.date.available 2012-12-03T12:11:27Z
dc.date.issued 2003 -
dc.identifier.isbn 951-44-5829-X -
dc.identifier.uri http://tampub.uta.fi/handle/10024/67462
dc.description.abstract Rintasyövän hoidossa käytettävän antiestrogeenin tamoksifeenin, sekä malarian ja nivelreuman hoidossa käytettävän klorokiinin on potilastutkimuksissa raportoitu aiheuttavan verkkokalvomuutoksia. Vaurioiden syntymekanismeja on aiemmin tutkittu varsin vähän. Väitöskirjatyö selvitti kyseisten amfifiilisten lääkeaineiden haittavaikutuksia silmän verkkokalvon soluviljelmissä. Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida lääkeaineiden solutoksisuutta verkkokalvolla ja toisaalta keskittyä tarkemmin glutamaatin kuljettajaproteiiniin (glutamaattitransportteriin) kohdistuviin vaikutuksiin. Glutamaatilla on tärkeä merkitys verkkokalvon hermoärsykkeiden välityksessä ja näköaistimuksen syntymisessä. Kuitenkin kertyessään liiaksi solunulkoiseen tilaan se voi aiheuttaa glutamaattireseptorien kautta välittyvän ns. eksitotoksisen reaktion, joka vaurioittaa hermosoluja. Glutamaattitransportterit poistavat glutamaattia solunulkoisesta tilasta ja niiden toiminnan häiriintyminen voi edesauttaa toksisen reaktion syntymistä ja aiheuttaa solukuoleman. Tutkimustyö tehtiin verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluviljelmillä, retinoblastooma-solulinjalla sekä näiden yhteisviljelmillä (co-culture). Pigmenttiepiteelisolut muodostavat verkkokalvon uloimman kerroksen ja niillä on tärkeä rooli osana veri-verkkokalvoestettä. Ihmisen pigmenttiepiteelisolulinjojen (D407, ARPE-19) rinnalla käytettiin sian silmän pigmenttiepiteelisoluviljelmää. Glutamaattitransportterin toimintaa mitattiin glutamaatin soluunkuljetuskokein ja transportterin alalajien ilmentymistä tutkittiin immunologisilla menetelmillä. Mitokondriaalisen entsyymiaktiivisuuden ja solujen ATP-tason määrityksiä käytettiin solutoksisuuden arvioinnissa. Glutamaattitransportterin viidestä alalajista vain EAAC1 ja EAAT4 ilmentyivät pigmenttiepiteelisoluissa. EAAT4 ilmentyi ainoastaan solulinjoissa, mikä saattaa olla yhteydessä niiden nopeaan solunjakautumiseen. Glutamaatin kuljettajaproteiinien ominaisuudet vastasivat keskushermoston glutamaattitransporttereiden ominaisuuksia, mikä puoltaa pigmenttiepiteelin roolia verkkokalvon glutamaattitasapainon säätelyssä. Tamoksifeeni ja toremifeeni vaikuttivat pigmenttiepiteelisolujen glutamaattitransportterin toimintaan. Yllättävää oli, että antiestrogeenit kilpailivat glutamaatin kanssa sitoutumispaikasta kuljettajaproteiinissa. Tätä pidetään tulosten pohjalta mahdollisena tamoksifeenin haittavaikutuksen mekanismina. Klorokiini ei aiheuttanut muutoksia glutamaatin soluunkuljetuksessa. Solutoksisuustutkimuksissa havaitut haitalliset antiestrogeenikonsentraatiot olivat relevantteja in vivo -kudospitoisuuksiin nähden, mutta klorokiinin toksiset konsentraatiot olivat merkittävästi korkeampia. Lääkkeiden haittavaikutusten arvioinnissa solutoksisuustesteillä on tärkeä merkitys, mutta verkkokalvon toiminnan herkkiin mekanismeihin perustuvat in vitro -testit ja monimutkaisemmat viljelmämallit antavat arvokasta lisätietoa. Soluviljelmillä tehtävät tutkimukset antavat mahdollisuuden haitallisten molekyylien karsimiseen jo lääkkeen kehittelyn varhaisessa vaiheessa ja vähentävät koe-eläinten käyttöä lääkeaineiden testauksessa. fi
dc.description.abstract Glutamate is the main excitatory neurotransmitter in the retina and brain, but it may also exert excitotoxic harmful effects on cells, a phenomenon related to retinal diseases such as glaucoma and diabetic retinopathy. An excess of extracellular glutamate may activate an excitotoxic reaction cascade via its synaptic receptors. Efficient glutamate transport is crucial in keeping extracellular glutamate below toxic levels in the retina. Müller glial cells and the retinal pigment epithelium (RPE) are believed to regulate the glutamate concentration in the subretinal space, but little is known of the specific features of the glutamate transporter expressed in the RPE. The purpose of the present study was to investigate the functional characteristics and the expression of glutamate transporter in RPE cells in vitro. The main hypothesis was that selected drugs (tamoxifen and chloroquine) affect the function of the glutamate transporter in the RPE. Tamoxifen and chloroquine have ca! used retinal defects as an adverse effect of the treatment of breast cancer and rheumatoid arthritis, respectively. In the present study, the effects of these drugs on glutamate uptake in RPE cells and the cytotoxic effects on retinoblastoma Y79 cells were evaluated in vitro. Pig RPE cultures, two human RPE cell lines ARPE-19 and D407 and a human retinoblastoma cell line Y79 were used in the experiments. As a more complex in vitro model, a retinal co-culture of ARPE-19 and Y79 cell lines was also established. Glutamate transport was characterized by glutamate uptake assays and the expression of glutamate transporter subtypes detected by immunoblotting and immunocytochemistry. Changes in cell viability were estimated by measuring mitochondrial enzyme activity and cellular ATP levels. The RPE cells expressed active, Na+-dependent high-affinity glutamate transporters. Their activity was affected by tamoxifen and its structural analogue toremifene, whereas chloroquine was ineffective. In fact, tamoxifen and toremifene competitively inhibited glutamate transport in both the pig RPE cultures and the RPE cell line, suggesting that this function might constitute a new cellular target for these drugs. The glutamate transporter subtypes expressed in the retinal cells were EAAC1 and EAAT4, which were now detected in the RPE cells and in the retinoblastoma cells for the first time. The results corroborate atypical, strong expression of EAAT4 in the cell lines. The drugs effected a dose-dependent reduction in the viability of Y79 cells, this being discernible with antiestrogens at concentrations attainable in tissues at clinically relevant drug doses. Evaluation of cell viability in the Y79 cell line implies that robust cytotoxicity can be studied with cell lines, while retinal co-cultures and more specific cellular mechanisms such as glutamate uptake may be used for more detailed evaluations. en
dc.language.iso en -
dc.publisher Tampere University Press -
dc.relation.isformatof 951-44-5828-1 -
dc.subject tamoksifeeni -
dc.subject toremifeeni -
dc.subject klorokiini -
dc.subject pigmenttiepiteeli -
dc.subject retina -
dc.subject in vitro -
dc.subject amoxifen -
dc.subject toremifene -
dc.subject chloroquine -
dc.subject retinal pigment epithelium -
dc.subject in vitro -
dc.title Effects of Antiestrogens on Retinal Cells in vitro -Glutamate Transporter as a Novel Target? -
dc.type.ontasot fi=Väitöskirja | en=Doctoral dissertation| -
dc.identifier.urn urn:isbn:951-44-5829-X -
dc.relation.numberinseries 977 -
dc.seriesname Acta Universitatis Tamperensis -
dc.oldstats 1794 -
dc.seriesname.electronic Acta Electronica Universitatis Tamperensis -
dc.relation.numberinserieselectronic 305 -
dc.subject.study Ympäristötoksikologia - Environment Toxicology -
dc.date.dissertation 2003-12-05 -
dc.onsale 1 -
dc.faculty fi=Lääketieteellinen tiedekunta | en=Faculty of Medicine| -
dc.department fi=Lääketieteen laitos | en=Medical School| -

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä suppeat kuvailutiedot