Autor:innen:
E. Rohbeck (Düsseldorf, DE)
A. Romero (Düsseldorf, DE)
A. Stein (Düsseldorf, DE)
B. Knebel (Düsseldorf, DE)
B. Belgardt (Düsseldorf, DE)
M. Roden (Düsseldorf, DE)
T. Romacho (Düsseldorf, DE)
J. Eckel (Düsseldorf, DE)
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.