Ischémia és oxidatív stressz kiváltotta változások vizsgálata egy új vér-agy gát modellen

Abstract

Az új vér-agy gát modellt alkalmazva (Nakagawa, Deli et al. 2007; Veszelka, Pasztoi et al. 2007; Nakagawa, Deli et al. 2009) ki tudtuk mutatni a három sejttípuson az NTPDázok lokalizációjának, ill. aktivitásának változását az oxigén-glükóz megvonás kezelés után, amely az in vivo helyzethez hasonlóan imitálja a szervezetben létrejövő ischémiát. Morfológiai változásokat tapasztaltunk az oxigén-glükóz megvonás és a hidrogén-peroxid kezelés hatására, melyek összhangban vannak korábbi kísérletek eredményeivel (Kittel 1999a; Kittel, Sperlagh et al. 2007). Az oxidatív stresszként használt hidrogén-peroxid kezelés hatására a szoros kapcsolatok fellazulását és a kaveolák számának növekedését tapasztaltuk, csak úgy, mint in vivo kísérletekben (Huber, Witt et al. 2001; Lochhead, McCaffrey et al. 2010). Feltételezzük, hogy a modell tulajdonságait a sejtek együttműködésére nézve az asztrociták (Deli, Abraham et al. 2005; Haseloff, Blasig et al. 2005) s periciták (Nakagawa, Deli et al. 2007) jelenléte befolyásolja kedvező irányba. Következtetésként megállapíthatjuk, hogy ez a modell alkalmas lehet farmakológiai kísérletekben való alkalmazásra, mert sokkal jobban 29 utánozza az in vivo körülményeket, mint a többi in vitro vér-agy gát modell, mely csak egy vagy két sejtkultúrából készül.

The blood-brain barrier (BBB) is composed of endothelial cells, pericytes and astrocytes, and serves as interface between the blood flow and the central nervous system (CNS). Since BBB deregulation plays important role in the pathogenesis of several CNS diseases spanning from brain tumors to stroke, understanding the molecular mechanisms controlling BBB functions might help unveiling new therapeutic targets to brain pathologies. Cell-culture-based models have greatly contributed to our knowledge on the physiology, pathology and pharmacology of the blood–brain barrier (BBB). In this present study we were focusing on a novel blood– brain barrier model using primary rat brain endothelial cells, pericytes and astrocytes. To mimic ischemic events, which occur in the CNS in vivo, we applied oxygen-glucose deprivation (OGD) on BBB cells in triple co-culture and separately on the EC, PC and AC cell cultures as well. Endothelial cells appeared to be highly susceptible to cell death, whereas astrocytes and pericytes were more resistant. The results of the OGD treatment were investigated by enzyme-histochemical methods on light and electron microscopic levels, LDH release assay was performed in order to measure cell damage. A semi-quantitative assay highlighted increased ecto-ATPase activity following exposure to OGD in the three types of cell, both when grown separately and in triple co-culture. On endothelial cell cultures we also investigated cytotoxicity by hydrogen peroxide treatment, results were evaluated by statistical analysis. Taking into account our findings that are consistent with earlier in vivo experiment results, we conclude that this new in vitro model is useful for demonstrating the changes in the BBB during ischemic events and could serve as a tool for pharmacological experiments.