Einfluss der Calpaine auf die lysosomale Permeabilisierung und Proteasenaktivierung in der akuten experimentellen Pankreatitis

Hintergrund:

Die akute Pankreatitis ist gekennzeichnet durch eine Autodigestion des Pankreas. Auf zellulärer Ebene wird dafür die kaskadenartige intrazelluläre Aktivierung sekretorischer Proteasen verantwortlich gemacht, wobei der Serinprotease Trypsin eine besondere Bedeutung zukommt. Trypsin wiederum wird von der lysosomalen Protease Cathepsin B (CTSB) aktiviert. Calpaine sind zytosolische Calcium-abhängige Cystein-Proteinasen, die durch Spaltung von LAMP2 (lysosomal associated membrane protein 2) die lysosomale Membran permeabilisieren.

Ziele:

Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der Rolle der Lysosomen in der Frühphase der akuten Pankreatitis. Durch Verwendung eines Calpain-Inhibitors Calpeptin, soll eine lysosomale Permeabilisierung verhindert und geklärt werden, inwieweit diese Auswirkung auf die intrazelluläre Proteaseaktivierung und den Zelltod hat.

Material & Methoden:

Isolierte Azinuszellen von Wildtyp und CTSB knockout Mäusen wurden mit supramaximalen Cholezystokinin (CCK) Konzentrationen (10^-6 M) stimuliert und mit Calpeptin (10 nM) inkubiert. Anhand fluorometrischer Messungen mit zellgängigen Substraten sowie Immunoblot Analysen wurden die Aktivitäten intrazellulärer Proteasen sowie Nekrose und Apoptose bestimmt.

Ergebnisse:

Calpeptin führte zu einer Aufrechterhaltung der LAMP2 Expression in isolierten Azinuszellen und zu einer Steigerung der intrazellulären Proteasenaktivierung. Begleitend fand sich eine verstärkte Zellnekrose. CTSB defiziente Azinuszellen wiesen trotz Calpeptin Co-Inkubation keine Trypsinogenaktivierung auf.

Schlussfolgerung:

Sowohl Proteasenaktivierung als auch Zelltod können in der Frühphase der akuten Pankreatitis durch Veränderung der lysosomalen Permeabilisierung in ihrer Intensität moduliert werden, bleiben aber Cathepsin B abhängige Ereignisse.