Mechanismen der Interleukin-induzierten Veränderungen der Ca2+-Homöostase in humanen ASMC

Einleitung: Interleukine beeinflussen die Struktur der Atemwege und führen zu einer verstärkten Reaktion auf verschiedene Stimuli. Es stellt sich die Frage, ob durch Interleukine auch Änderungen in der Signaltransduktionskaskade, die Ach-induzierte Kontraktionen vermitteln, herbeigeführt werden. Die Studie befasst sich mit der Untersuchung der Effekte von IL-4 und IL-13 auf die Ca²⁺-Homöostase in humanen glatten Muskelzellen.

Methoden: Humane ASMC wurden mit 50ng/ml IL-13 oder IL-4 inkubiert und der Einfluss verschiedener Mediatoren auf das intrazelluläre Ca²⁺-signaling wurde mittels Fluoreszenz-Videomikroskopie ermittelt. Die Expression von Proteinen, die in der Ca²⁺-Homöostase eine mögliche Rolle spielen, wurden durch Western Blot Analyse quantifiziert.

Ergebnisse: Nach Inkubation der ASMC mit 50ng/ml IL-13 oder IL-4 erhöhte sich die Magnitude der ACH-induzierten Ca²⁺-Transienten. Nach Inhibition der IP₃Rs mit Xestospongin C nahm die Ca²⁺-Antwort auf ACH in IL-4 und IL-13 behandelten ASMC, nicht aber in der Kontrollgruppe, ab. Die Ca²⁺-Zunahme im Anschluss an die Entleerung der intrazellulären Ca²⁺-Speicher mittels CPA war in ASMC, die mit IL-4 und IL-13 inkubiert wurden, stärker ausgeprägt. Dieser Effekt zeigte Parallelen zu einer erhöhten Expression der SERCA-Pumpen. Der Ca²⁺-Einstrom aus dem Extrazellulärraum hatte keinen Einfluss auf die CPA-induzierte Ca²⁺-Zunahme ohne Interleukine oder nach Inkubation mit IL-4. Erstaunlicherweise war in Ca²⁺-freier Lösung eine erhöhte Ca²⁺-Zunahme als Antwort auf CPA nach IL-13 nicht länger zu beobachten.

Schlussfolgerung: Nach Inkubation mit IL-13 oder IL-4 nahm die ACH-induzierte Ca²⁺-Mobilisierung in humanen ASMC zu. Wir vermuten, dass ein höherer Ca²⁺-Gehalt der intrazellulären Ca²⁺-Speicher auf Änderungen in der Expression der SERCA-Pumpen zurückzuführen ist und die IP₃-Rezeptoren an der Pathophysiologie dieser Änderungen beteiligt sind. Die Rolle des Ca²⁺-Einstroms aus dem Extrazellulärraum muss noch etabliert werden.