Pharmakologische Charakterisierung Beta-adrenerger Rezeptoren an intakten primären equinen Bronchialepithelzellen

Einleitung:

β-adrenerge Rezeptoren (β-AR) spielen im Allgemeinen eine zentrale Rolle bei der Regulation der Atemwegsfunktion sowie bei der Pathogenese und Therapie von obstruktiven Atemwegserkrankungen. Humane immortalisierte Bronchialepithelzellen exprimieren den β-adrenergen Rezeptor, und Studien mit diesen Zellen haben gezeigt, dass die Stimulation dieses Rezeptors über die Aktivierung des transepithelialen Aniontransports und der Zilienbewegung die mukoziliäre Clearance reguliert. Obwohl das Pferd wie der Mensch an Asthma leidet und ein geeignetes Tiermodell darstellt, wurden die Eigenschaften und Funktion dieses Rezeptors an Bronchialepithelzellen bisher nicht untersucht.

Methoden:

In der vorliegenden Untersuchung wurden Radioligandenbindungsstudien (mit [¹²⁵I]-iodocyanopindolol (ICYP)) und ein cAMP-Assay eingesetzt, um die Eigenschaften und die Funktion des β-adrenergen Rezeptors an intakten und vitalen equinen bronchialen Epithelzellen (EBEC) unmittelbar nach der Isolation zu charakterisieren und zu bestimmen.

Ergebnisse:

Die konzentrations-abhängige spezifische ICYP-Bindung an EBEC zeigte eine Sättigbarkeit mit einer maximalen Rezeptorzahl von 9260 ± 1657 Bindungsstellen/Zelle und hohe Affinität mit einem K_D-Wert von 12 ± 2 pM. Der β₂-selektive Antagonist ICI 118,551 verdrängte mit zunehmender Konzentration diese ICYP-Bindung mit 20 000-fach höherer Affinität als der β₁-selektive Antagonist CGP 20712A. Die Stimulation von EBEC mit den β-Agonisten Isoproterenol, Epinephrin und Norepinephrin konnte die Bildung des basalen cAMP erhöhen, allerdings in der Reihenfolge Isoproterenol (EC₅₀: 48 ± 18 nM) > Epinephrin (EC₅₀: 341 ± 150 nM) > Norepinephrin (EC₅₀: 2436 ± 782 nM).

Zusammenfassung:

In frisch isolierten EBEC konnte eine hohe Menge an β-adrenergen Rezeptoren des β₂-Subtypes mit funktioneller Kopplung an das G_S-Protein/cAMP-System gezeigt werden. Diese Studie zeigt, dass primäre Atemwegsepithelzellen als Zellmodell zur Manipulation β₂-Rezeptor-vermittelter Funktionen und Dysfunktionen sowie Wirkmechanismen von Bronchodilatatoren und Entzündungshemmenden Pharmaka genutzt werden können.