Effekte von Progesteron auf Hyperoxie-bedingte Schädigungsmechanismen in der C8-D1A Astrozytenzellkultur

Abstract

Einleitung. Die Fortschritte der neonatologischen Intensivmedizin haben das Überleben extrem kleiner Frühgeborener deutlich verbessert. Neurokognitive Defizite im Laufe der Entwicklung ehemaliger Frühgeborener zählen zu häufigen Problemen in der sozialpädiatrischen Nachsorge. Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten ist ein möglicher negativer Einfluss der unphysiologisch hohen Sauerstoff-konzentrationen, denen das unreife Kind postnatal ausgesetzt ist. Ziel dieser Arbeit war, die Auswirkung einer experimentellen Hyperoxie (80% O2) auf kultivierte Astrozyten im Hinblick auf einen möglichen protektiven Einfluss von Progesteron zu untersuchen. Methodik. C8-D1A Astrozyten wurden für 24, 48 und 72 h in 21 O2od er 80 % O2 in Gegenwart von Progesteron (P 10-5 M, 10-7 M, 10-9 M) und dem Progesteron-Antagonisten RU 486 (10 µM) kultiviert. Zellvitalität und Zellschädigung wurden mittels Methyl- Tetrazolium-Metabolisierungs-Test und Laktatdehydrogenase-Freisetzung evaluiert. Die Spezifizierung von Apoptose und Nekrose wurde durch DNA- Fragmentierung mit dem Cell Death Detection ELISA gemessen. Die Zellproliferation wurde nach Carboxyfluorescein Diacetat Succinimidyl Ester- Färbung und anschließender Durchflusszytometrie untersucht. Die Expression der Progesteron-Rezeptoren PR-AB und PR-B sowie des Zellzyklusmediators Cyclin D2 wurde mit Realtime-PCR ermittelt. Ergebnisse. Hyperoxie induzierte eine signifikante Abnahme der Zellvitalität um 35 %, die mit einem parallelen Anstieg von Zelltod und Apoptose einherging. Darüber hinaus bewirkte die Inkubation in 80 % O2 eine Abnahme der Proliferation, die sowohl in der Durchflusszytometrie, als auch über eine reduzierte Expression von Cyclin D2 ermittelt wurde. Progesteron erhöhte nicht die Zellvitalität der Astrozyten nach Inkubation in Hyperoxie. Die Progesteronrezeptor-Expression sank nach Exposition in 80% O2 signifikant auf 25 % (PR-AB) beziehungsweise 40 % (PR-B) ab. In Normoxie fand eine signifikante 25 %-ige Abnahme der Zellvitalität unter Progesteron statt, die durch RU 486 antagonisiert werden konnte. Schlussfolgerung. Protektive Effekte von Progesteron konnten in dieser Untersuchung nicht bestätigt werden. Die Hyperoxie-induzierte Abnahme der Rezeptor-Expression ist eine mögliche Ursache dafür.

Introduction. The birth of most mammals features a dramatic increase of oxygen while placenta-derived hormones such as ß-estradiol and progesterone plummet. In experimental newborn animals, transiently elevated oxygen concentrations cause death of neurons and oligodendrocyte precursors. High oxygen has been associated with cerebral palsy in human preterm infants while progesterone is being used to prevent preterm delivery and investigated as a neuroprotective agent. In this study, we investigated the effects of hyperoxia (80 % O2) on cultured C8-D1A astrocytes in the presence or absence of progesterone. Methods. C8-D1A astrocytes were exposed to oxygen levels of 21 % and 80 %, both with and without progesterone (P 10-5 M, 10-7 M, 10-9 M) and RU 486 (10 µM) for 24 to 72 hours. Methyl tetrazolium metabolism, lactate dehydrogenase release and Cell Death Detection ELISA were used to assess cell survival and damaging mechanisms. Evaluating cell proliferation, astrocytes were labeled with carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFSE) and measured by flow cytometry. Realtime PCR analysis detected progesterone-receptor signaling and expression of cyclin D2 and modifications by hyperoxia. Results. Hyperoxia decreased metabolism of MTT by 35 %, increased significantly the release of LDH, reduced CFSE-assessed cell proliferation by 55% and downregulated Cyclin D2 expression. Progesterone at concentrations ranging from 10-9 M to P 10-5 M did not affect any of these hyperoxia-mediated indicators of cell death or malfunctioning. Realtime PCR analysis showed that hyperoxia caused downregulation of the progesterone receptors PR-AB by about 25 % und PR-B by about 40 %. In normoxia progesterone decreased cell viability by 25 %, RU 486 antagonized this effect significantly. Conclusion. In this study we could not show a protective effect of progesterone regarding hyperoxia-induced cell damage which might be linked to receptor-downregulation in hyperoxia.