Benzimidazolone aktivieren den epithelialen Natriumkanal (ENaC) in A549-Zellen

Hintergrund: Der epitheliale Natriumkanal (ENaC) ist entscheidend am vektoriellen Na⁺-Transport pulmonal epitlelialer Zellen und somit an der Absorption von überschüssiger Alveolarflüssigkeit beteiligt. Eine verringerte Funktion des ENaC wird häufig bei Frühgeborenen und schwer kranken Intensivpatienten beobachtet und geht mit einer schlechten Lungenfunktion und einer niedrigen Überlebensrate einher. Es sind bislang keine Medikamente bekannt, die den ENaC stimulieren und die Absorption von alveolärer Flüssigkeit beschleunigen können. Die Benzimidazolone 1-ethyl-1,3-dihydro-2-benzimidazolone(1-EBIO) und 5,6-dichloro-1-ethyl-1,3-dihydro-2-benzimidazolone(DC-EBIO) sind als Aktivatoren verschiedener Ca²⁺-gesteuerter K-Kanäle bekannt. An Monolayern von fetalen Alveolarzellen der Ratte beschleunigten Benzimidazolone den vektoriellen Na⁺-Transport. Zusätzlich erhöhten sie die amilorid-sensitive Na⁺-Permeabilität der apikalen Membran, was auf eine Aktivierung von ENaC hindeutete (Kimpel et al., ActaPhysiologica 2006; 188, Suppl. 651:13208). Fragestellung: Erhöhen Benzimidazolone die Offenwahrscheinlichkeit des ENaC? Material und Methoden: Der Strom durch elektrisch isolierte Membranstückchen (Patches) von Zellen der Alveolarzellline A549 wurde mithilfe der Patch-Clamp Methode in der „cell attached“ Konfiguration bei einem Membranpotenzial von –100 mV gemessen. Die Bad- und Pipettenlösungen waren nahezu chloridfrei, die Pipettenlösung auch kaliumfrei. Nach Gabe von 1mmol/l 1-EBIO oder 0,1 mmol/lDC-EBIO in die Badlösung wurde die Strommessung wiederholt. Nach Idealisieren der Ströme und Identifizieren der Kanalöffnungsereignisse wurden die Einzelkanalleitfähigkeit und die Offenwahrscheinlichkeit nP_O der in den Patches gefundenen ENaC berechnet (Software QUB, New York State University, Buffalo, USA). Der Vergleich der Offenwahrscheinlichkeit erfolgte nach Testung auf normale Verteilung mit dem gepaarten t-Test (Software SigmaStat). Ergebnisse und Diskussion: Es wurden Na⁺-leitende Kanäle mit Einzelkanalleitfähigkeiten um 4 pS (3,76±1,17) beobachtet, bei denen davon ausgegangen werden kann, dass es sich um ENaC handelt (Lazrak et al., Am.J.Physiol.Cell Physiol. 279(3):C762-C770). Die getesteten Benzimidazolonderivate erhöhten signifikant die Offenwahrscheinlichkeit: Mit 1 mM 1-EBIO stieg die Offenwahrscheinlichkeit von 0,065±0,086 auf 0,18±0,16, n=14, p<0,002; mit 0,1 mM DC-EBIO von 0,062±0,070 auf 0,19±0.13, n=5, p<0,05, jeweils Mittel±SD). Schlussfolgerung: Die Benzimidazolone 1-EBIO und DC-EBIO erhöhen die Offenwahrscheinlichkeit des ENaC in A549-Zellen und zeigen dadurch einen neuen Weg auf, wie die Absorption alveolärer Flüssigkeit medikamentös beschleunigt werden könnte.