In-vitro-Untersuchung zur Schutzwirkung natürlicher und synthetischer Huminsäuren gegenüber UVB-Strahlenschäden an humanen Linsenepithelzellen

Abstract

Einleitung: Die Katarakt ist weltweit führende Ursache für Blindheit. Bislang sind alle Versuche medikamentös in den Krankheitsprozess einzugreifen gescheitert. Daher scheint die Prävention ein sinnvoller Ansatzpunkt bei der Kataraktbehandlung zu sein. Eine der Hauptursachen für Kataraktentstehung ist UVB-Strahlung. Dabei entstehende reactive oxygen spezies (ROS) verursachen Schäden an Linsenepithel, Linsenfasern und Linsenproteinen. <br /> Ziel: Untersuchung der Wirkung von UVB-Strahlung an humanen Linsenepithelzellen (hLEC) anhand von Mitochondrien-Fluoreszenzfärbung (MitoTracker®Red), der morphologischen Veränderungen der Zellen unter dem Phasenkontrastmikroskop und eines Zytotoxizitätstests (Neutralrottest). Des Weiteren sollte mit den genannten Methoden die Schutzwirkung einer natürlichen (HS Aldrich) und einer synthetischen Huminsäure (HYKOP) im Vergleich zur Referenzsubstanz PABA untersucht werden. In vorangegangenen Studien waren für die hier untersuchten Huminsäuren antioxidative, antiphlogistische sowie UV-absorptive Wirkungen untersucht und bestätigt worden. <br /> Ergebnis: In dieser Arbeit konnten erstmalig die morphologischen Veränderungen bei Apoptose der Mitochondrien von hLEC innerhalb der ersten 24 h nach UV-Bestrahlung anhand von Fluoreszenzfärbung gezeigt werden. Untersucht wurden UVB-Postexpositionsintervalle von 1, 3, 6, 12 und 24 h nach einer Bestrahlungsdosis von 5,92 mJ/cm². Vor Bestrahlung waren die Mitochondrien frei im Zytoplasma verteilt, nach UV-Exposition fraktionierten die Mitochondrien und waren vermehrt um den Zellkern gruppiert. Morphologisch entsprachen diese Zellen unter dem Phasenkontrastmikroskop den Apoptosekriterien. Mit Huminsäuren geschützte Mitochondrien von hLEC dagegen zeigten transiente Streckung und weniger ausgeprägte Fraktionierung; die Apoptose wurde hier nicht oder in weniger ausgeprägtem Maße eingeleitet. <br /> Sowohl die natürliche als auch die synthetische Huminsäure hatten sehr gute absorptive Schutzwirkung gegen UV-B-Strahlenschäden. Bei direkter Anwendung auf hLEC waren beide Substanzen deutlich toxischer als die Referenzsubstanz PABA. Dennoch könnten Huminsäuren in der Prävention von UV-bedingter Katarakt aufgrund ihres insgesamt günstigen Wirkprofiles von Interesse sein; allerdings sollte dazu zunächst die Toxizität dieser Substanzen auf Hornhautepithelien des Auges untersucht werden, da diese bei der lokalen Applikation in direkten Kontakt mit den Huminsäuren kämen.