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The impact of MRP1 activation on tobacco smoke-induced toxicity in human respiratory epithelial cells in vitro
Anne-Sophie Delmas
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Diplomstudium Pharmazie
Betreuer*in
Franz Gabor
DOI
10.25365/thesis.60880
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-10835.45309.144763-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Hintergrund
Das Multidrug-Resistenz assoziierte Protein (MRP1) ist nicht nur für ein mögliches Versagen einer Chemotherapie in der Krebstherapie aufgrund von Multidrug-Resistenzen verantwortlich, sondern spielt auch eine Rolle bei zellulären Entgiftungsprozessen durch seine Fähigkeit schädliche Substanzen, die zu oxidativem Stress und Entzündungsprozessen führen, aus Zellen heraus zu transportieren. In der Lunge ist das Protein stark exprimiert.
Das Ziel der vorliegenden Studie war es die Effekte von diversen pharmakologischen MRP1 Modulatoren zu evaluieren und abzuwägen, ob eine Aktivierung des Transporters ein neues therapeutisches Target in der Behandlung von COPD sein könnte.
Methoden
Zigarettenrauchextrakt, Sulforaphan, Perphenazin und Quercetin wurden an der NCI-H441 Zelllinie und humanen Alveolarepithelprimärzellen in Efflux-Experimenten getestet, um etwaige MRP1 modulierende Eigenschaften zu untersuchen. Die Zellen wurden zunächst entweder kurzfristig oder über einen längeren Zeitraum mit der jeweiligen Substanz inkubiert und dann mit 5,6-Carboxyfluorescein Diacetat (CFDA) behandelt, welches intrazellulär in das fluoreszierende Substrat von MRP1 Carboxzfluorescein (CF) metabolisiert wird. CF wurde im Zellüberstand und intrazellulär gemessen.
Mittels Western Blot wurden die Effekte der Substanzen auf die Proteinexpression von MRP1 untersucht.
Ergebnisse
Im Efflux-Experiment nach Langzeitinkubation reduzierten 5 und 10% CSE die Fähigkeit des Transporters, CF effektiv aus der Zelle zu transportieren. Gelagertes CSE verursachte eine weniger offensichtliche Retention verglichen zu frisch zubereitetem CSE. Sulforaphan wiess MRP1-stimulierende Eigenschaften an den Primärzellen auf, während Quercetin die MRP1-Aktivität hemmte. Nur Sulforaphan verursachte signifikante Veränderungen der Proteinexpression, indem es die MRP1-Menge erhöhte.
Fazit
Die Aktivität von MRP1 kann durch Sulforaphan in primären Alveolarepithelzellen stimuliert werden. Dies könnte ein interessanter neuer Mechanismus sein, um die zelluläre Entgiftung in der Lunge von COPD Patienten zu unterstützen.
Abstract
(Englisch)
Background
The multidrug resistance-associated protein 1 (MRP1) not only potentially results in chemotherapeutic failure by causing multidrug resistance in cancer treatment, but also plays a pivotal role in cellular detoxification owing to its ability to extrude noxious substances causing oxidative stress and inflammation. In the lung, MRP1 has been shown to be expressed at high levels. The present study aimed to evaluate the effects of various pharmacological MRP1 modulators, to assess whether the activation of the transporter could be a novel target in the treatment of chronic obstructive pulmonary diseases (COPD).
Methods
In order to study MRP1 modulating properties, cigarette smoke extract (CSE), sulforaphane, perphenazine and quercetin were tested on the NCI-H441 cell line and human alveolar epithelial cells in primary culture. Cells were incubated either short or long-term with the respective compound, before being loaded with 5,6-carboxyfluorescein diacetate (CFDA), which was intracellularly converted into the fluorescent MRP1 substrate, carboxyfluorescein (CF). CF was measured in the cell supernatant and intracellularly. By Western blot, the substances´ effects on MRP1 protein levels was evaluated.
Results
In the long-term incubation assays, 5% and 10% CSE reduced MRP1’s ability to efflux CF efficiently. Aged CSE caused a less pronounced retention compared to freshly prepared CSE. Sulforaphane only showed stimulatory properties when tested in primary cells, whereas quercetin inhibited MRP1 activity. In the Western blots, only sulforaphane showed slightly significant results by raising the total protein abundance of MRP1.
Conclusions
MRP1 activity could be stimulated by sulforaphane in primary alveolar epithelial cells. This might be an interesting new mechanism to increase cellular detoxification in lungs of COPD patients.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
MRP1 Inhibition by cigarette smoke extract MRP1 Modulators investigated by efflux assays and Western blots MRP1 Stimulation reduces cigarette smoke induced toxicity
Schlagwörter
(Deutsch)
Hemmung von MRP1 durch Zigarettenrauchextrakt Modulatoren von MRP1 durch Efflux Assays und Western Blots MRP1 Stimulation reduziert Zigarettenrauch-induzierte Toxizität
Autor*innen
Anne-Sophie Delmas
Haupttitel (Englisch)
The impact of MRP1 activation on tobacco smoke-induced toxicity in human respiratory epithelial cells in vitro
Paralleltitel (Deutsch)
Der Einfluss einer MRP1 Aktivierung auf Tabakrauch-induzierte Toxizität in humanen respiratorischen Epithelzellen in vitro
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
69 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Franz Gabor
AC Nummer
AC15576226
Utheses ID
53792
Studienkennzahl
UA | 449 | | |