Echtzeit-Monitoring des Metabolismus und Adhäsion/Konfluenz humaner Zellen mit Hilfe eines Biosensors

Abstract

In den letzten Jahren sind antimikrobielle Peptide stärker in den Fokus für Medikamentenentwicklung geraten. AMPs stellen nicht nur interessante Alternativen auf dem Gebiet der Antibiotika dar, sondern sind auch in anderen Feldern wie der Immunmodulation beziehungsweise bei der Bekämpfung von Sepsis und in der Krebsforschung. Es ist bekannt, dass einige AMPs neben ihrer Aktivität gegen verschiedene Bakterien auch eine Wirkung gegen Krebszellen zeigen. Als Zielstruktur werden negativ geladene Zellmembranen beschrieben, mit denen die kationischen Peptide interagieren können. Dabei wird die Integrität der Membran zerstört. In dieser Arbeit wurde in erster Linie das synthetische Peptid Aspidasept mittels Echtzeit- Monitoring von zellphysiologischen Parametern hinsichtlich der Zytotoxizität gegenüber humaner Zellen untersucht. Es ist ein vielversprechender Wirkstoffkandidat für die Behandlung von Sepsis und insofern sind weitergehende Untersuchungen dieses Peptids interessant. Getestet wurden die nicht tumoröse Zelllinie HaCaT sowie die tumoröse Linie der PC-3 Zellen. Anhand von Referenzmessungen mit dem bekanntermaßen wirksamen Peptid Melittin, konnte die Funktion des Bionas Systems bestätigt werden. Auch bei der Messung der Membranintegrität mit Hilfe der Substanz Sytox green konnte die hohe Aktivität von Melittin dargestellt werden. In der vorliegenden Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass Aspidasept ingesamt eine etwas höhere Aktivität gegen PC-3 Zellen als gegen HaCaT Zellen zeigt, was sich durch einen stärkeren Einfluss auf die Impedanz und damit Morphologie zeigt. Allerdings wird auch der Metabolismus der beiden Zelllinien beeinflusst. Aspidasept führt bei HaCaT Zellen erst mit höherer Konzentration zum Zelltod, obwohl bereits der Metabolismus vermindert ist. Dies erweitert die im Vorfeld von Pfalzgraff et al. durchgeführten Zytotoxizitätsmessungen. Das Ziel dieser Arbeit konnte mit den Stärken des Bionas Systems, also der Aufnahme eines zeitlichen Verlaufs, erfüllt werden. Das zeigt sich an dieser Erweiterung der Zytotoxizitätsdaten. Die erhöhte Aktivität gegenüber der tumorösen Zelllinie PC-3 ergänzt die Anwendungsmöglichkeiten von Aspidasept um einen weiteren Aspekt.