Aktivierung des GABA-A-Rezeptors reduziert die durch Lipotoxizität verursachte Leberzellschädigung

NAFLD ist die am weitesten verbreitete metabolische Lebererkrankung, für die aber derzeit keine pharmakologische Therapie zugelassen ist. In vivo- und in vitro-Modelle zeigen einen hepatoprotektiven Effekt von Gamma-Aminobuttersäure (GABA) gegenüber Lebertoxizität. Wir untersuchten, ob HK4, ein neuer positiver allosterischer Modulator (PAM) des GABA-A-Rezeptors, humane Hepatozyten vor Lipid-induzierter Zellschädigung schützen kann.

Die allosterische Modulation des GABA-A-Rezeptors wurde mittels Patch-Clamp in HEK-293-Zellen und Kalziumeinstrom-Messungen in INS-1E-Zellen bestimmt. Die Proteinexpression der phosphorylierten NF-κB-Untereinheit p65, sowie von PDI, aktiver Caspase 7 und fragmentiertem PARP-1 wurden mittels Western Blot oder Apoptose-Array in HepG2-Zelllen (Palmitat 200μM, HK4 100nM-10μM, 24h) nachgewiesen. TUNEL-Assay und Caspase 3/7-Aktivität wurden in HepG2-Zellen bzw. primären humanen Hepatozyten analysiert.

Das Thioacrylamid-Derivat HK4 wurde als selektiver PAM des GABA-A-Rezeptors bestätigt. Next-Generation-Sequencing spiegelte die protektive Wirkung von HK4 in einem veränderten Genexpressionsprofil in HepG2-Zellen wider, welche pharmakologisch relevante Untereinheiten des GABA-A-Rezeptors (α1, α3, α5, β2/3 und γ2) exprimieren. Eine protektive Wirkung von HK4 bezüglich der Palmitat-induzierten Apoptose wurde durch eine verringerte Caspase 3/7-Aktivität sowohl in HepG2-Zellen (47,3±6,9% gegenüber 1065,0±98,7%) als auch in primären humanen Hepatozyten (57,1±21,5% gegenüber 155,1±3,8%) nachgewiesen. Der TUNEL-Assay bestätigte diesen anti-apoptotische Effekt (6,4±1,4% gegenüber 11,62±0,99% TUNEL-positiven Zellen). Außerdem verringerte HK4 die Proteinexpression von fragmentiertem PARP-1 und phosphoryliertem NF-κB und führte zu einer verstärkten Proteinexpression des ER-Chaperons PDI.

Es wurde gezeigt, dass GABAerge Signale die lipotoxisch-induzierte Apoptose in Hepatozyten reduzieren, indem sie Inflammation und DNA-Schäden verringern. Die Thioacrylamide werden daher als first-in-class Ansatz zur Behandlung von NASH weiterentwickelt.

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Artikel online veröffentlicht:
26. Mai 2022