Basolaterale Kaliumkanäle und intestinale Wundheilung von Epithelzellen: Der epidermale Wachstumsfaktor (EGF)-rezeptor (EGFr) vermittelt gegensätzliche Effekte bei intestinaler Entzündung

Einleitung: Die gastrointestinale Barriere ist bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen geschädigt. In manchen Geweben ist die Zellmigration an Wachstumsfaktor-abhängige Signalwege gekoppelt. Zudem regulieren K⁺ Kanäle die Zellmigration und Reparaturmechanismen des Gewebes.

Ziel: Wir untersuchten den Einfluss von K⁺ Kanälen auf die intestinale Wundheilung und eine mögliche Interaktion mit EGFr-abhängigen Signalwegen.

Methodik: Es wurden scratch-assays an der nicht transformierten intestinalen Rattenepithelzelllinie IEC-18 durchgeführt. Nach 8 Stunden wurde die Wundweite unter Kontrollbedingungen und in Anwesenheit der K⁺ Kanalmodulatoren Clotrimazol (CTZ) [10µM] und 1-EBIO [600µM] sowie nach Vorinkubation mit Interferon-gamma (IFNγ) [100ng/ml] und nach Stimulation mit EGF [5 nM] videomikroskopisch bestimmt. Die Proteinexpression des PKB/Akt- und des MAPK-Signalwegs wurden mittels Western Blot untersucht. Ergebnisse sind ausgedrückt als Mittelwert±SEM.

Ergebnisse: Die Zugabe von CTZ, Inhibitor des K⁺-Kanals KCNN4, steigerte die Wundheilung gegenüber Kontrollbedingungen um 19,6%±4,3% (n=5, p=0,03). 1-EBIO, Aktivator von KCNN4, drosselte die Wundheilung um 63,6%±6,9% (n=4, p<0,001). EGF steigerte die Wundheilung innerhalb der ersten vier Stunden ebenfalls signifikant, führte aber zu keiner weiteren Steigerung der durch CTZ-induzierten Wachstumsbeschleunigung. Vorinkubation mit IFNγ verlangsamte die CTZ-abhängige Wachstumsgeschwindigkeit im Vergleich zur Kontrolle um 25,2%±8,7% (n=3, p=0,04). Die Stimulation mit EGF zeigte einen Trend zur Aufhebung dieses Effektes. Im Western Blot zeigte sich unter CTZ-Zugabe eine gegenüber der Kontrolle signifikant gesteigerte Phosphorylierung von Akt-1 (p=0,02), nicht aber von ERK. Die Phosphorylierung von Akt-1 war im Vergleich zur IFNγ -Vorinkubation signifikant erhöht (p=0,04).

Schlussfolgerung: Die Hemmung des basolateralen KCNN4 in intestinalen Epithelzellen fördert die Wundheilung. Dies scheint über die Aktivierung des EGFr-abhängigen Signalwegs PKB/Akt vermittelt zu sein. Im entzündlichen Milieu zeigt sich ein gegensätzlicher Effekt. Dies deutet auf eine Verbindung zwischen K⁺ Kanälen und Wachstumsfaktor vermittelten Signalwegen hin, die zu gestörten intestinalen Reparaturmechanismen führen könnten.