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Blood-brain barrier permeability of six 3-hydroxypyridin-4-ones in vitro
Katharina Brandner
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Christian Noe
DOI
10.25365/thesis.19271
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29167.67745.598959-7
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Oxidativer Stress und Proteinaggregation spielen eine wichtige Rolle in der Pathogenese von neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer- und der Parkinson- Krankheit. Darüber hinaus konnte die Akkumulation von Metallen wie Eisen im Gehirn von Erkrankten nachgewiesen werden, was möglicherweise den Zusammenhang zwischen oxidativem Stress, Proteinaggregation und Neurodegeneration herstellt. Eisenchelation ist daher eine neue, vielversprechende therapeutische Strategie um diese Krankheiten zu behandeln und 3-Hydroxypyridin-4one (HPO) stellen passende Chelatoren für diese Anwendung dar. Um das labile Eisen im Gehirn zu chelatieren, muss der Eisenchelator die Fähigkeit besitzen, die Blut-Hirnschranke zu überwinden. Daher ist das Bestimmen der Blut-Hirnschranken-Permeabilität ein wichtiger Schritt. In vitro Experimente könnten hierbei eine gute Alternative zu arbeits- und kostenintensiven in vivo Experimenten darstellen. Demzufolge war das Ziel dieser Diplomarbeit einen in vitro Assay zu entwickeln, um die Blut-Hirnschranken-Permeabilität von ausgewählten HPOs zu bestimmen und diese mit schon vorhandenen in vivo Daten zu korrelieren. Solch eine Korrelation würde das Vorhersagen von in vivo Permeabilität an Hand von in vitro Daten ermöglichen, was besonders für die Entwicklung und Synthese von neuen HPOs vorteilhaft wäre. Primäre porzine Gehirn-Endothelzellen (PBEC) wurden für den in vitro Assay verwendet und der Transport der HPOs durch den Zellmonolayer mit Hilfe eines Transwell® Systems untersucht. Die PBECs wurden unter 3 verschiedenen Bedingungen kultiviert, um die Evaluierung verschiedener Methoden zur Verbesserung der Barrierenfunktion in vitro zu ermöglichen. Alle getesteten HPOs konnten im in vitro Assay die Blut-Hirnschranke überwinden. Eine gute Korrelation zwischen in vitro und in vivo Permeabilität konnte gezeigt werden, sobald HPO-Transfer addiert zu der Konzentration an intrazellulär verbleibenden HPOs als Maß für die in vitro Permeabilität herangezogen wurde.
Abstract
(Englisch)
Oxidative stress and protein aggregation have been shown to play a key role in the pathology of neurodegenerative diseases like Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease. Moreover, high levels of metals like iron have been found to accumulate in the brain, which may provide the link between oxidative stress, protein aggregation and neurodegeneration. Iron chelation is a promising new therapeutic strategy for the treatment of these diseases and 3-hydroxypyridin-4-ones (HPO) have been identified as suitable chelators. In order to chelate the labile iron present in the brain, the iron chelator must be able to cross the blood-brain barrier (BBB), rendering the assessment of BBB permeability an essential task. Since in vivo experiments are both labour and cost intensive, an in vitro assay could serve as a good alternative. Thus, the aim of this study was to develop an in vitro assay to determine the BBB permeability of the selected HPOs and to correlate the acquired in vitro data with in vivo data that was already available. Such a correlation would then allow for predictions of in vivo BBB permeability to be made from in vitro data, which could be quite beneficial in the process of designing and synthesizing new HPOs. Primary porcine brain endothelial cells (PBEC) were used in this study and transport across the cell monolayer was studied using a Transwell® system. PBECs were subjected to 3 different culture conditions in order to evaluate different approaches to enhance barrier integrity in vitro. Moreover, the effect of the HPOs on PBEC viability was investigated. All the selected HPOs were able to cross the BBB in vitro and a good correlation was found between the in vitro and the in vivo BBB permeability, when HPO transfer added to the value of intracellular accumulation was used as a measure of in vitro BBB permeability.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
blood-brain barrier 3-hydroxypyridin-4one/ in vitro PBEC cell culture
Schlagwörter
(Deutsch)
Blut-Hirnschranke 3-Hydroxypyridin-4on in vitro PBEC Zellkultur
Autor*innen
Katharina Brandner
Haupttitel (Englisch)
Blood-brain barrier permeability of six 3-hydroxypyridin-4-ones in vitro
Paralleltitel (Deutsch)
Blut-Hirnschranken-Permeabilität von sechs 3-Hydroxypyridin-4onen in vitro
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
74 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christian Noe
Klassifikation
44 Medizin > 44.40 Pharmazie, Pharmazeutika
AC Nummer
AC09351841
Utheses ID
17261
Studienkennzahl
UA | 449 | | |