Einfluss des F-actin Zytoskeletts auf Dehnungs-induzierte Apoptose bei TypII-Zellen

Einleitung: Die mechanische Beatmung mit hohen Tidalvolumina kann bei Patienten mit Lungenschädigungen zur Überdehnung einzelner Lungenareale führen. Durch die Dehnung der Zellen kommt es auch zu einer Beanspruchung des Actin-Zytoskeletts in diesen Zellen. In diesen Untersuchungen soll geklärt werden, welche Veränderungen am Actin-Zytoskelett nach Dehnung auftreten und wie diese Veränderungen auf die bei unphysiologischer Dehnung induzierte Apoptose von TypII-Zellen wirken.

Material und Methoden: Für alle Versuche wurden isolierte TypII-Zellen aus der Rattenlunge mit einer Amplitude von 30% und einer Frequenz von 40/min gedehnt. Anschließend wurden das F-actin Zytoskelett der Zellen mit Phalloidin gefärbt. In weiteren Versuchen wurden die Zellen sowohl vor als auch während der Dehnung mit den Actin-modulierenden Substanzen Latrunculin und Jasplakinolide behandelt. Danach wurden die Apoptoserate mittels Annexin-Färbung am FACS und die Zellschädigung durch Messung von LDH-Aktivität bestimmt.

Ergebnisse: Die Dehnung von TypII-Zellen führt zu einer Abnahme bzw dem Verlust des F-actin Zytoskeletts. Die Behandlung der Zellen mit Latrunculin, einer Substanz, die F-actin abbaut, verminderte sowohl die Zellschädigung (um 39,2%) als auch die Apoptoserate (46,4%) in den gedehnten Zellen. Die Behandlung der TypII-Zellen mit Jasplakinolide, eine Substanz, die die F-actin Filamente arretiert, führte zu einer Zunahme der Zellschädigung (23,7%) und der Apoptoserate (108%). Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Zellen nicht während, sondern 2h vor der Dehnung mit diesen Substanzen inkubiert wurden.

Schlussfolgerungen: Der Abbau bzw. die Modulation des F-actin Zytoskeletts scheint ein Schutzmechanismus von gedehnten Zellen zu sein, um sich gegen die Schädigung durch Überdehnung zu schützen. Dies könnte ein neuer Ansatzpunkt für die Behandlung von beatmeten Patienten mit Lungenschäden sein.