International Poster Journal of Dentistry and Oral Medicine
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Int Poster J Dent Oral Med 16 (2014), DGMKG     11. June 2014
Int Poster J Dent Oral Med 16 (2014), DGMKG  (11.06.2014)

Supplement, Poster 773, Language: German/English


Bisphosphonate inhibieren die Zellfunktion von HUVECs, Fibroblasten und Osteoblasten über Inhibierung der Protein Geranylgeranylation
Bisphosphonate inhibit cell function of HUVECs, fibroblasts and osteoblasts via the inhibition of the geranylgeraniolation of proteins

Walter, Christian / Ziebart, Thomas / Pabst, Andreas Max / Hagelauer, Nadine
Einleitung: Stickstoffhaltige Bisphosphonate inhibieren die Farnesylpyrophosphat Synthetase des Mevalonatstoffwechselweges resultierend in einer Erschöpfung des zellulären Geranylgeranylpools. Weitere Arme von hier sind die Bildung des Squalenes z.B. für Cortison und die Prenylierung über Geranylgeranylation und Farnesylation. Ziel der Studie war die Analyse des Einflusses unterschiedlicher Isoprenoide auf Funktionen von mit Bisphosphonat behandelten Zellen.
Material und Methoden: HUVEC, Fibroblasten und Osteoblasten wurden mit Zoledronat inkubiert und die Vitabilität mittels MTT-Test, die Migrationskapazität mittels des Scratch Wound Assay überprüft und die Zellmorphologie mittels Phallacidinfärbung dargestellt. Die zeitgleich zum Zoledronat hinzugegebenen Isoprenoide waren: Geranlygeraniol, Eugenol, Farnesol, R-Limonene, Menthol und Squalene. MTT-Test: Isoprenoidkonzentrationen 0, 10, 25, 50 und 100µM, Zoledronat 50µM, 72h Inkubation. Scratch Wound Assay und Zellmorphologie: Isoprenoidkonzentrationen: 0 und 10µM, Zoledronat 50µM, Beobachtung über bzw. Färbung nach 48h. 3-fache Durchführung der Tests; Statistik: AVOVA, post-hoc Tukey, Signifikanzniveau: p-Wert 0,05.
Ergebnisse: Nur Geranylgeraniol konnte die Zellfunktionen und die Zellmorphologie von mit Zoledronat behandelten Zellen wieder herstellen. Trotz der strukturellen Verwandtheit waren die anderen Isoprenoide hierzu nicht in der Lage, so dass anhand des Ansatzpunktes der einzelnen Isoprenoide im Mevalonatstoffwechsel primär von einer Hemmung der Geranylgeranylation ausgegangen werden muss, da die anderen Isoprenoide, die an anderer Stelle im Mevalonatstoffwechsel ansetzen keinen Effekt aufwiesen.
Schlussfolgerung: Unter den eingesetzten Isoprenoiden ist nur das Geranylgeraniol in der Lage den negativen Effekt der Bisphosponate auf Vitabilität, Migrationsfähigkeit und Morphologie von HUVECs, Fibroblasten und Osteoblasten aufzuheben, so dass ein therapeutischer Effekt nur vom Geranylgeraniol zu erwarten ist.

Introduction: Nitrogen-containig bisphosphonates inhibit the farnesylpyrophosphate, resulting in a decrease in the cellular geranylgeraniol pool. The synthesis of squalenes necessary for cortisone and the prenylation via geranylgeraniol and farnesyl are affected. The aim of this study was to analyze the influence of different isoprenoids on the function of bisphosphonate-treated cells.
Materials and Methods: HUVEC, fibroblasts and osteoblasts were incubated with zoledronate. Viability was tested with an MTT test, migration capacity with a scratch wound assay, and the cell morphology was visualized by phallacidin staining.
The isoprenoids used were geranylgeraniol, eugenol, farnesol, R-limonene, menthol and squalene. The isoprenoid concentrations for the MTT test were 0, 10, 25, 50 and 100µM. The cells were incubated with 50µM zoledronate for 72h. For the scratch wound assay, the isoprenoid concentrations were 0 and 10µM and 50µM zoledronate. Follow-up or staining occurred after 48h. The tests were performed in triplicate; statistics: ANOVA, post-hoc: Tukey; significance level: p < 0.05.
Results: Only geranylgeraniol was able to restitute the cell function and morphology of zoledronate-treated cells. Despite the structural similarity of the isoprenoids, the others were not able to do so. Due to the point of interception in the mevalonate pathway of the different isoprenoids, the inhibition of the geranylgeraniolation seems most important since the other isoprenoids were not able to interfere at all.
Conclusion: Among the isoprenoids used, only geranylgeraniol is able to minimize the negative effect of bisphosphonates on the viability, migration capacity and morphology of HUVEC, fibroblasts and osteobasts. Therefore only geranylgeraniol could be used as a therapeutic agent.

Keywords: Bisphosphonat, Bisphosphonat assoziierte Osteonekrose, Isoprenoid, Geranylgeraniol
Bisphosphonate, bisphosphonate associated osteonecrosis, isoprenoids, geranylgeraniol


Conference/Exhibition:
64. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie (DGMKG)
11.-14. Juni 2014
Mainz, Deutschland