Zusammenfassung
Fragestellung: Multikinase-Inhibitoren (MKI) greifen an verschiedenen
Stellen der Neovaskularisationskaskade wirkungsvoll an. Erste klinische und
experimentelle Daten deuten darauf hin, dass MKIs einen vielversprechenden,
neuartigen Ansatz in der Therapie der neovaskulären altersbedingten
Makuladegeneration (AMD) darstellen, bisher ist jedoch wenig über die
Biokompatibilität von MKIs in Bezug auf humane okuläre Zellen bekannt. Diese
In-vitro-Studie untersucht und vergleicht die Biokompatibilität der MKIs
Axitinib, Pazopanib und Sorafenib an okulären Zellen des vorderen und
hinteren Augenabschnitts, sowie an organkultivierten Spenderhornhäuten.
Methodik: Primäre humane Astrozyten aus dem Sehnervenkopf (ONHA),
Trabekelmaschenwerkzellen (TMC) und retinale Pigmentepithelzellen (RPE),
sowie humane korneale Endothel- und Linsenepithelzellen (CEC und LEC) wurden
mit unterschiedlichen Konzentrationen von Axitinib, Pazopanib und Sorafenib
(0,1–100 µg/mL) behandelt. Zur Simulation von oxidativem Stress wurden die
Zellen zusätzlich mit 400 µM Wasserstoffperoxid koinkubiert. Die Induktion
von Zelltod (Live-Dead-Assay), sowie die zelluläre Vitalität wurden mittels
Live-Dead- und Tetrazolium-Farb-Reduktions-Assay (MTT) untersucht. Außerdem
wurde der Einfluss der 3 Testsubstanzen auf das humane Hornhautendothel an
seropositiven Spenderhornhäuten in Organkultur mittels
Phasenkontrastmikroskopie evaluiert.
Ergebnisse: Bis zu einer Konzentration von 7,5 µg/mL zeigten sich bei
keiner der untersuchten Substanzen und an keinem der untersuchten Zelltypen
toxische Effekte. Auch nach 10 Tagen Inkubation der organkultivierten
Spenderhornhäute mit 7,5 µg/mL Axitinib, Pazopanib oder Sorafenib ergab sich
kein Hinweis auf endotheliale Toxizität.
Schlussfolgerung: Alle 3 untersuchten Substanzen, Axitinib, Pazopanib
und Sorafenib, zeigten an den untersuchten okulären Zellen eine gute
Biokompatibilität. Auch unter den Bedingungen von oxidativem Stress kam es
bis zu einer Konzentration von 7,5 µg/mL zu keinerlei toxischen Effekten.
Erst bei höheren Konzentrationen kam es zu einer dosisabhängigen Abnahme der
zellulären Vitalität und zur Induktion von Zelltod. Diese Effekte waren bei
Pazopanib, gefolgt von Sorafenib, stärker ausgeprägt als bei Axitinib.
Abstract
Background: Multikinase inhibitors (MKI) interfere effectively at
different levels of the neovascularisation cascade. Early clinical and
experimental data suggest that MKIs represent a promising novel approach for
the treatment of neovascular age-related macular degeneration (AMD).
However, so far little is known about the biocompatibility of MKIs regarding
human ocular cells. This in vitro study investigates and compares the
biocompatibility of three MKIs, axitinib, pazopanib, and sorafenib regarding
ocular cells of the anterior and posterior segments, as well as
organ-cultured donor corneas.
Methods: Primary human optic nerve head astrocytes (ONHA), trabecular
meshwork cells (TMC), and retinal pigment epithelium (RPE), human corneal
endothelial and lens epithelial cells (CEC and LEC) were treated with
different concentrations of axitinib, pazopanib, or sorafenib (0.1 to
100 µg/mL). To simulate oxidative stress, the cells were additionally
co-incubated with 400 µM hydrogen peroxide. Induction of cell death and
cellular viability were examined by live-dead assay and tetrazolium dye
reduction assay (MTT). In addition, the influence of the three substances on
human corneal endothelium was evaluated in seropositive donor corneas in
organ culture by phase contrast microscopy.
Results: Up to a concentration of 7.5 mg/mL of the substances tested
in any cell type examined, no toxic effects were found. Even after 10 days
of incubation of organ-cultured donor corneas with 7.5 µg/mL, axitinib,
pazopanib, or sorafenib, no evidence for endothelial toxicity was found.
Conclusion: All three MKIs tested, axitinib, pazopanib, and sorafenib
showed a good biocompatibility on the investigated ocular cells. Even under
conditions of oxidative stress, there were no toxic effects up to a
concentration of 7.5 µg/mL. Only at higher concentrations, there was a
dose-dependent decrease in cellular viability and pronounced induction of
cell death. These effects on cellular viability and induction of cell death
appeared to be stronger with pazopanib, followed by sorafenib, than with
axitinib.
Schlüsselwörter Retina - AMD - Ranibizumab - anti-VEGF - Multikinase-Inhibitoren
Key words retina - AMD - ranibizumab - anti-VEGF - multikinase inhibitors
