Zusammenfassung
Ziele: Die photodynamische Inaktivierung (PDI) kann als mögliche
Behandlungsalternative einer therapieresistenten infektiösen Keratitis in
Betracht gezogen werden. PDI kann Mikroorganismen einer infizierten Hornhaut
zum einen durch freie Sauerstoffradikale schädigen, zum anderen die
Aktivierung von Keratozyten und immunkompetenten Zellen unterstützen. Ziel
dieser Studie war die Bestimmung der Auswirkungen von PDI auf die
Aktivierung von humanen Keratozyten in der Zellkultur.
Methoden: Primäre humane Keratozyten wurden durch enzymatische
Behandlung mit Kollagenase A (1 mg/ml) aus humanen Korneoskleralscheiben
isoliert und in DMEM/Hamʼs Kulturmedium, versetzt mit 10 % fetalem
Kälberserum kultiviert. Die Keratozyten wurden mit dem Photosensibilizator
Chlorin e6 (Ce6) in den Konzentrationen von 0, 50, 150 und 250 nM für 30
Minuten inkubiert und anschließend mit einer Wellenlänge von 670 nm für 13
Minuten bestrahlt. Einen Tag nach der Behandlung wurde die Expression von
CD34 und Alpha-smooth Muscle Actin mittels Durchflusszytometrie (FACS)
bestimmt.
Ergebnisse: Die ausschließliche Anwendung von Ce6 oder Bestrahlung
veränderte die Expression von CD34 und α-smooth-muscle-actin der Zellen
nicht signifikant. Vierundzwanzig Stunden nach PDI mit 50–250 nM Ce6 blieb
die CD34-Expression unverändert, während der Prozentsatz von
Alpha-smooth-Muscle-Actin-positiven Keratozyten bei 250 nMol Ce6 signifikant
sank (p = 0.01).
Schlussfolgerung: Die Ergebnisse unser Studie legen nahe, dass PDI in
vitro als Kurzzeiteffekt die myofibroblastische Transformation der
Keratozyten hemmt, jedoch keine Aktivierung der CD34-positiven kornealen
Zellen bewirkt. Auf diese Weise könnte möglicherweise durch PDI die
antimikrobielle Abwehr heruntergeregelt werden.
Abstract
Purpose: Photodynamic inactivation (PDI) may be a potential treatment
alternative in therapy-resistant infectious keratitis. PDI may eliminate the
microorganisms from the infected cornea by damage caused through free oxygen
radicals, or even by supporting different stages of activation of
keratocytes and inflammatory cell response. The purpose of this study was to
determine the impact of PDI on activation of human keratocytes in
culture.
Methods: Primary human keratocytes were isolated by digestion in
collagenase A (1 mg/mL) from human corneal buttons, and cultured in
DMEM/Hamʼs culture medium supplemented with 10 % foetal calf serum.
Keratocytes underwent illumination (670 nm) for 13 minutes following
exposure to 0, 50, 150 and 250 nMol/ml concentrations of the photosensitizer
chlorin e6 (Ce6) in the culture medium. Twenty-four hours after treatment
CD34 and α-smooth-muscle actin expression of the cells was analysed using
flow-cytometry (FACS).
Results: Using Ce6 or illumination only, α-smooth-muscle actin
expression of the cells did not change significantly. Twenty-four hours
after PDI the percentage of CD34-positive keratocytes did not change
significantly using 50–250 nM Ce6, however, the percentage of
α-smooth-muscle actin-positive keratocytes decreased significantly at 250 nM
Ce6 (p = 0.01).
Conclusions: As a short-term effect, PDI seems to inhibit
myofibroblastic transformation of keratocytes, but does not have an impact
on activation of CD34-positive keratocytes.
With this impact PDI possibly may reduce the antimicrobial defence of
keratocytes.
Schlüsselwörter
Kornea - Pathologie - Infektiologie - photodynamische Inaktivierung (PDI) - Chlorin e6 - humane Keratozyten - alpha-SMA - CD34
Key words
cornea - infectious diseases - pathology - photodynamic inactivation (PDI) - chlorine e6 - human keratocytes - alpha-SMA - CD34
