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Forschungsartikel
Liponsäure aktiviert den zytoprotektiven Weg Nrf2/HO-1 bei Pilzkeratitis und senkt so die Konzentrationen von entzündlichen Zytokinen und Hornhautschäden. Diese wirtsgesteuerte Therapie zeigt überlegene Sicherheitsprofile im Vergleich zu herkömmlichen Antimykotika und liefert mechanistische Einblicke in die Behandlung von durch oxidativen Stress verursachten Augenerkrankungen durch endogen antioxidative Signalwege.
Lipoinsäure (LA), ein Dithiol-Antioxidans mit einem beispielhaften Augensicherheitsprofil, wurde auf ihre Fähigkeit untersucht, das oxidativ-inflammatoriske Milieu, das Pilzkeratitis antreibt, zu temperieren. Menschliche Hornhautepithelzellen tolerierten LA bis zu 60 μM ohne Lebensfähigkeitsverlust, und bei der Aspergillus fumigatus-Herausforderung führte LA zu einer dreifachen Eskalation der nukleären Faktor erythroid 2 (Nrf2) Kerntranslokation sowie einen fünffachen Anstieg ihres nachgeschalteten Effektors Häm-Oxygenase-1 (HO-1). Die pharmakologische Abschaltung von Nrf2 mit ML385 oder die katalytische Blockade von HO-1 mit Tin-Protoporphyrin IX hoben diese molekularen Ereignisse auf und stellten die Expression von Interleukin-1β und Tumornekrosefaktor-α wieder her, wodurch die strikte Nrf2/HO-1-Abhängigkeit bestätigt wurde. Parallele Experimente in einem Modell der Mauskeratitis bestätigten die in-vitro-Beobachtungen : topische LA verringerte die Hornhautopazität und die Entzündungswerte um 47 %, wobei gleichzeitig die Expression von Nrf2- und HO-1-Expression auf der Hornhaut verstärkt wurde und die Zytokin-Transkripte halbiert wurden; die Mitverwaltung von SnPPIX machte diese Vorteile aufgehoben. Zusammen zeichnen die Daten eine kohärente mechanistische Hierarchie dar, in der LA bei klinisch erreichbaren Konzentrationen die Nrf2-Proteinspiegel erhöht und die nukleare Translokation verstärkt, die HO-1-Aktivität verstärkt und dadurch pathogeninduzierte zytokinische Turbulenzen beruhigt. Diese Ergebnisse positionieren LA als leicht übertragbares, wirtsgerichtetes Zusatzmittel, das die antimykotische Chemotherapie ergänzen kann, und deuten auf breitere therapeutische Perspektiven für die Nrf2-zentrierte Modulation der augenbedrohenden Hornhautentzündung hin.
Pilzkeratitis (FK) gilt heute als allgegenwärtiger ophthalmischer Notfall, der jährlich für mehr als 1 Million kulturbewiesene Fälle verantwortlich ist und einen unverhältnismäßig hohen Anteil der Hornhautblindheit in tropischen und subtropischen Regionenverursacht 1,2. Inzidenzschätzungen von etwa 6 bis 8 pro 100.000 in den Vereinigten Staaten und sogar noch höher in Agrarwirtschaften unterstreichen eine wachsende globale Bedrohung, die nach pflanzlichen Verletzungen oder Kontaktlinsennutzung bevorzugt erwerbsfähige Bevölkerungen trifft 3,4<....
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Alle Tierverfahren wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (Protokollnummer: IACUC-2024-FK-007) genehmigt und gemäß der Erklärung der Association for Research in Vision and Ophthalmology for the Use of Animals in Ophthalmic and Vision Research durchgeführt. Männliche C57BL/6 Mäuse im Alter von 8 bis 10 Wochen und mit einem Gewicht von 20 bis 25 g wurden in einzeln belüfteten Käfigen unter kontrollierten Umweltbedingungen von 22 ± 2 °C und 50 %-60 % relativer Luftfeuchtigkeit mit einem Hell-Dunkel-Zyklus von 12:12 Stunden gehalten. Diese spezifischen krankheitserregerfreien Tiere stammen aus den Charles River Laboratorie....
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Der experimentelle Workflow zeigte, dass die Behandlung mit Liponsäure den Nrf2/HO-1-Signalweg effektiv moduliert, um Entzündungen in Pilzkeratitis-Modellen zu unterdrücken.
Zytotoxizitätsbewertung von Liponsäure und wegspezifischen Inhibitoren
Erste Dosis-Wirkungs-Studien wurden durchgeführt, um optimale Konzentrationen für jede in dieser Studie verwendete Verbindung festzulegen. LA zeigte eine ausgezeichnete Biokompatibilität mit HCECs und bewahrte die Zelllebensfähigkeit.......
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Die vorliegenden Ergebnisse bestätigen Liponsäure (LA) als starken Induktor der Nrf2/HO-1-Achse, der Pilzkeratitis (FK) mildert, indem er die proinflammatoriske Zytokinexpression hemmt und die Hornhautstruktur erhält. Im Einklang mit aktuellen Studien, die eine robuste Nrf2-Aktivierung durch Dithiolanverbindungen bei oxidativen Störungenzeigen 15, führte LA zu einem fünffachen Anstieg der HO-1-Transkripte und halbierte die Sekretion von IL-1β/TNF-α, womit sie mehr.......
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Die Autoren geben keine Interessenkonflikte im Zusammenhang mit diesem Werk an. Keine externe Finanzierung oder kommerzielle Beziehungen beeinflussten das Design, die Durchführung oder die Interpretation der Studie.
Diese Forschung wurde durch interne Mittel der Abteilung für Augenheilkunde des Jinan 2. Volkskrankenhauses unterstützt. Die Autoren danken dankbar für die technische Unterstützung des Laborpersonals bei der Erhaltung von Zellkulturen und Tiermodellverfahren. Ein besonderer Dank gilt dem Institutional Animal Care and Use Committee für die Überprüfung und Genehmigung der Protokolle.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Anti-HO-1 | Zellsignalisierungstechnologie, Danvers, MA, USA | #8803 | |
| Anti-β-Actin | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | A5441 | |
| Antilamin B1 | Abcam, Cambridge, MA, USA | ab16048 | |
| Anti-Nrf2 | Abcam, Cambridge, MA, USA | ab62352 | |
| Aspergillus fumigatus | ATCC 204305 | N/A | |
| Bradford Assay Kit | Bio-Rad Labore | 5000006 | |
| C57BL/6 Mäuse | Charles River Laboratories | N/A | |
| Zellzähl-Kit-8 (CCK-8) | Dojindo Laboratories, Kumamoto, Japan | 343-07623 | |
| DMEM/F-12 Medium | Gibco, Thermo Fisher Scientific | 11320033 | |
| DMSO | Sigma-Aldrich | D2650 | |
| ECL-Reagenz | Thermo Fisher Scientific | 32106 | |
| Fetales Rinderserum | Gibco, Thermo Fisher Scientific | 16000044 | |
| GAPDH Vorwärtsprimer | Individuelle Synthese | Gepflogenheit | |
| GlutaMAX | Gibco, Thermo Fisher Scientific | 35050061 | |
| Hochkapazitäts-cDNA-Reverse-Transkriptions-Kit | Angewandte Biosysteme, Thermo Fisher Scientific | 4368814 | |
| HO-1 Vorwärtsprimer | Individuelle Synthese | Gepflogenheit | |
| HO-1 Rückwärtszünder | Individuelle Synthese | Gepflogenheit | |
| HRP-konjugiertes Anti-Maus-IgG | Abcam, Cambridge, MA, USA | ab205718 | |
| HRP-konjugiertes Anti-Kaninchen-IgG | Abcam, Cambridge, MA, USA | ab205719 | |
| Menschliche Hornhautepithelzellen (HCECs) | ATCC, Manassas, VA, USA | CRL-11135 | |
| IL-1β ELISA-Trikot | R& D Systems, Minneapolis, MN, USA | DY201 | |
| Liponsäure (LA) | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | T1395 | |
| ML385 (Nrf2-Inhibitor) | MedChemExpress, Monmouth Junction, NJ, USA | HY-100523 | |
| NanoDrop 2000 Spektrophotometer | Thermo Fisher Scientific | ND-2000 | |
| NE-PER Kern- und zytoplasmatische Extraktionsreagenzien | Thermo Fisher Scientific | 78833 | |
| Nrf2 Vorwärtsprimer | Individuelle Synthese | Gepflogenheit | |
| Nrf2 Rückwärtszündung | Individuelle Synthese | Gepflogenheit | |
| PBS mit 0,05 % Tween-80 | Individuelle Vorbereitung | Gepflogenheit | |
| Penicillin-Streptomycin | Gibco, Thermo Fisher Scientific | 15140122 | |
| PowerUp SYBR Green Master Mix | Angewandte Biosysteme, Thermo Fisher Scientific | A25741 | |
| QuantStudio 5 Echtzeit-PCR-System | Thermo Fisher Scientific | A28140 | |
| RIPA-Puffer | Individuelle Vorbereitung | Gepflogenheit | |
| RNeasy Mini Kit | Qiagen, Hilden, Deutschland | 74104 | |
| Sabouraud-Dextrose-Agar | Individuelle Vorbereitung | Gepflogenheit | |
| Spaltlampen-Biomikroskop | Sonderausrüstung | N/A | |
| SnPPIX (HO-1-Inhibitor) | Frontier Scientific, Logan, UT, USA | F6140 | |
| Synergy HTX Multi-Mode Mikroplatten-Leser | BioTek Instruments, Winooski, VT, USA | SYNHXTTR | |
| TBS-T (0,1 % Tween-20) | Individuelle Vorbereitung | Gepflogenheit | |
| TissueLyser LT | Qiagen | 69980 | |
| TNF-α ELISA-Trikot | R& D Systems, Minneapolis, MN, USA | DY210 |
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