Biomechanisch induzierte Regulation von Damage-Regulated Autophagy Modulator 1 in parodontalen Zellen und Geweben

Abstract

<strong>Zielsetzung:</strong> Die Autophagie stellt einen zentralen Anpassungsmechanismus an mechanische Belastungen dar, wobei der Damage-Regulated Autophagy Modulator 1 (DRAM1) eine entscheidende Rolle für das Zellschicksal spielt. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss biomechanischer Kräfte auf die DRAM1 Expression in parodontalen Zellen und Geweben zu analysieren. <br/>

<strong>Material und Methode:</strong> Humane PDL-Zellen wurden unter physiologischer Druckbelastung sowie Überbelastung kultiviert, jeweils mit und ohne Zugabe des Autophagie Inhibitors 3Methyladenin (3MA), und mit unbehandelten Kontrollzellen verglichen. Nach 24 h und 48 h wurden die DRAM 1-Level auf Gen- und Proteinebene durch real-Time-PCR bzw. ELISA gemessen. Im Tiermodell wurde die DRAM1-Expression im Parodont von Ratten analysiert, und die Genexpression von DRAM1 wurde nach 1 d, 7 d und 15 d kieferorthopädischer Behandlung im Tiermodell analysiert. Die statistische Analyse erfolgte mittels des Programms GraphPad Prism. Zur Überprüfung der Signifikanz zwischen zwei Gruppen wurde der Mann-Whitney-Test sowie für Vergleiche zwischen mehr als zwei Gruppen nicht parametrische Verfahren verwendet. <br/>

<strong>Ergebnisse:</strong> Bei Überlastung zeigte sich bereits nach 24 h eine signifikante Hochregulation der DRAM1-Genexpression in den PDL-Zellen, während eine physiologische Kraftapplikation keinen Effekt hatte. Nach 48 h war die Genexpression von DRAM1 in beiden Gruppen gesteigert. Parallel dazu konnte nach 48 h ein Anstieg der Proteinlevel in den Druckgruppen festgestellt werden, wohingegen nach 24 h keine Veränderungen nachweisbar waren. Die Inhibition der Autophagie mittels 3MA führte in den Druckgruppen zu einer signifikanten Reduktion der DRAM1- Genexpression, nicht jedoch in der Kontrollgruppe. <em>In-vivo</em> zeigte sich eine Lokalisation von DRAM1 insbesondere im parodontalen Ligament. Eine Zunahme der DRAM1-Genexpression aufgrund der kieferorthopädischen Kraft wurde nach 7 und 15 d festgestellt.<br/>

<strong>Schlussfolgerung:</strong> Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Regulation von DRAM1 sowohl von Dauer und Intensität der biomechanischen Belastung als auch von autophagieabhängigen Signalwegen beeinflusst wird.