Integrität des respiratorischen Epithels: Schädigungsmuster unter dem Einfluss des Umweltschadstoffes NO2 unter normoxischen und hypoxischen Bedingungen

Einleitung:

Nasenschleimhaut stellt eine effiziente Barriere gegenüber inhalativen Substanzen dar. Bei chronischer Rhinosinusitis (CRS) wurden in Vorarbeiten endonasal hypoxische Schleimhautareale nachgewiesen. In vorangegangenen Untersuchungen konnte eine signifikante Epithelschädigung durch den ubiquitär präsenten Umweltschadstoff NO2 gezeigt werden. Ziel der Arbeit war die Untersuchung der Auswirkung von Hypoxie auf Genotoxizität und Ausmaß des Zellschadens bei bereits durch NO2 vorgeschädigtem Epithel.

Methoden:

Nasenschleimhaut wurde von 12 Patienten gewonnen. Die isolierten primären Schleimhautzellen wurden im Air-Liquid Interface kultiviert. Die NO2-Exposition erfolgte mit der subtoxischen Konzentration von 0,1 ppm für 1 Stunde. Anschließend erfolgte die Kultivierung entweder normoxisch oder hypoxisch bei 1% O2. Der transepitheliale Widerstand sowie die parazelluläre Permeabilität wurden bestimmt. Zur Analyse der Genotoxizität wurde der Comet-Assay durchgeführt.

Ergebnisse:

Es zeigte sich eine signifikant stärkere Reduktion des transepithelialen Widerstandes sowie eine höhere FD4-Passage unter hypoxischen Bedingungen. Außerdem wurde eine erhöhte Genotoxizität nach NO2-Exposition und anschließender hypoxischer Kultivierung gemessen.

Diskussion:

Es wurde eine signifikante höhere NO2-vermittelte Schädigung der epithelialen Integrität mit anschließender Hypoxie in vitro nachgewiesen. Bereits in nicht- geno- oder zytotoxischen Konzentrationen führt NO2 unter Hypoxie zu einer Schädigung der epithelialen Barriere. Nach vorangegangener Epithelschädigung durch NO2 besteht unter Hypoxie eine erhöhte Genotoxizität. Epitheliale Reparaturmechanismen scheinen durch Hypoxie vermindert zu sein. Es ist eine erhöhte Vulnerabilität durch NO2 bei Patienten mit CRS zu postulieren.

Publication History

Publication Date:
23 April 2019 (online)