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Investigation of the senolytic capacity of selected compounds in endothelial cells
Nadia Abdelbary
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Lehramtsstudium UF Biologie und Umweltkunde UF Chemie
Betreuer*in
Margit Cichna-Markl
DOI
10.25365/thesis.60619
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-10840.89346.567353-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Zelluläre Seneszenz ist ein wichtiger Faktor in der Entstehung von altersbedingten Erkrankungen. Rezente Studien in Tiermodellen haben gezeigt, dass die selektive Elimination von seneszenten Zellen (Senolyse) einen wesentlichen Beitrag zur Bekämpfung solcher Krankheiten leisten könnten. In unserer Forschung haben wir unter Verwendung von humanen Endothelzellen der Nabelschnurvene, die senolytische Wirkung von sechs verschiedenen Substanzen untersuchet. Diese Substanzen umfassten einerseits drei Antioxidantien; butylatedhydroxytoluene (BHT), diphenyleneiodoniumchloride (DPI), N-acetyl-L-cysteine (NAC) und andrerseits entzündungshemmende Substanzen, die NF-kB- Inhibitoren Plumericin (Naturstoff), BAY11-7082 und PHA 408 (synthetisch). Dabei wurden diese Substanzen separat oder in Kombination angewendet und die Wirkung auf Zelltod und Proliferation von "jungen" nicht-seneszenten von “alten” (seneszenszten) so wie immortalisierten HUVECs-hTERT (Telomerase- transfizierten, HUVECs-hTERT) untersucht. Wir haben gefunden, dass keiner der Substanzen alleine oder in Kombination verwendet dazu geeignet war, selektiv/präferentiell seneszente HUVECs eliminieren. zu können. Andrerseits, zeigten manche der getesteten Anti-oxidantien einen deutlichen mitogenen Effekt auf nicht seneszente oder auf immortalisierte HUVECs besondere stimulierte N-acetycystein in Konzentrationen von 2, 1 und 0.5 mM die Zellproliferation von jungen HUVECs und BHT stimulierte in Kombination mit PHA-408, die Proliferation von HUVECs-hTERT. Des Weitern hat Bay11-7082, welches oft als anti-entzündlich wirkender NF-κB- Inhibitor verwendet wird, bei einer Konzentration von 1.7µM, eine Proliferations verstärkend Wirkung auf junge HUVECs und HUVECs-hTERT. Bei der höheren Konzentrationen 5µM, war Bay11-7082 toxisch für seneszente HUVECs-allerdings auch für junge, noch proliferierenden Endothelzellen. Der hochselektive NF-κB-Inhibitor PHA-408 ist zwar alleine nicht effektiv, führt jedoch zu einer (synergistischen) Verstärkung der mitogenen Wirkung der Anti-oxidantien NAC und BHT auf HUVECs-hTERT Zellen. Durch die Ausarbeitung einer Methodik zum Testen senolytischer Substanzen wurde eine solide Grundlage für die Untersuchung der senolytischen Eigenschaften von natürlichen oder synthetischen Verbindungen geschaffen, die in zukünftigen Studien allein oder in Kombination mit anderen Substanzen getestet werden sollen.
Abstract
(Englisch)
Cellular senescence is an important contributing factor for many age-related diseases and studies accomplished in pre-clinical models showed that the elaboration of procedures of selectively removing senescent cells may be of great clinical importance in preventing or combating negative consequences of aging. In our study we tested six substances regarding their senolytic effects in human endothelial cells. These substances encompassed the three anti-oxidants: butylatedhydroxytoluene (BHT), a general ROS scavenger, diphenyleneiodonium chloride (DPI), an anti-oxidant inhibiting NADPH-oxidase, and N-acetyl-L-cysteine (NAC), another antioxidant; and three anti-inflammatory compounds. These three NF-kB- inhibitors encompassed, besides the plant-derived plumericin (PL), two synthetic inhibitors, namely BAY11-7082 and PHA 408. We applied these compounds separately or in combination to study their assumed senolytic effects. To this end, we applied these compounds to “young” HUVECs at passage3 (P3), to “old” (senescent) HUVECs at passage 30 (P30) and to human endothelial cells immortalized with hTERT (HUVECs-hTERT). The latter cells were growing relatively slowly in our laboratory in comparison with some published reports. We found that none of the tested inhibitors alone or in combination was able to selectively/preferentially eliminate endothelial cells in the state of replicative senescence. However, some of the tested anti-oxidant substances had a pronounced proliferation-enhancing effect, specifically NAC alone at concentrations 2, 1 and 0.5 mM on P3 HUVECs, and BHT in combination with PHA-408 in case of HUVECs-hTERT cells. Furthermore, Bay11-7082, commonly used as an anti-inflammatory NF-κB inhibitor, stimulated proliferation of P3 HUVECs and HUVECs-hTERT cells when used at 1.7µM. At the higher concentration of 5µM, Bay11-7082 eliminated the proliferating P3 HUVECs as well as the non-proliferative P30 HUVECs. The highly selective IKK2 inhibitor PHA-408, while being ineffective on its own, synergistically increased the impact of the anti-oxidants NAC or BHT on HUVECs-hTERT cells. By elaborating a methodology for testing senolytic substances, this study placed a solid ground for examining senolytic properties of natural or synthetic compounds to be tested alone or in combination with other substances in future studies
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Senescence endothelial anti-oxidants BHT DPI NAC anti-inflammatory NF-kB- inhibitors plumericin BAY11-7082 PHA-408 HUVECs HUVECs-hTERT
Schlagwörter
(Deutsch)
Seneszenz Endothelzellen HUVECs Anti-oxidantien BHT DPI NAC entzündungshemmend Plumericin BAY11-7082 PHA-408 NF-kB HUVECs-hTERT
Autor*innen
Nadia Abdelbary
Haupttitel (Englisch)
Investigation of the senolytic capacity of selected compounds in endothelial cells
Paralleltitel (Deutsch)
Untersuchung einiger ausgewählter Substanzen auf ihre senolytische Kapazität in Endothelzellen
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
75 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Margit Cichna-Markl
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC16057873
Utheses ID
53566
Studienkennzahl
UA | 190 | 445 | 423 |