Autor: Matthias Wolfgang Klewer

Die Adenosinmonophosphat-aktivierte Proteinkinase (AMPK) ist ein ubiquitär vorkommendes Enzym und fungiert neben der bedeutsamen Rolle im Energiestoffwechsel der Zelle u.a. als Ko-Regulator von Apoptose, Differenzierung und Angiogenese sowie der endothelialen Barrierefunktion. Compound C ist ein zellpermeables Pyrazolpyrimidinderivat und wird als bekannter Inhibitor der AMPK breit eingesetzt, um die Funktion der AMPK zu untersuchen. Inzwischen sind aber auch viele AMPK-unabhängige Effekte von Compound C beschrieben worden. In dieser Arbeit wurde der in vitro-Effekt von niedrigdosiertem Compound C (1-10 µM) auf die Proliferation, Angiogenese sowie die endotheliale Barrierefunktion von Endothelzellen aus der humanen Umbilikalvene (HUVEC) untersucht. In Konzentrationen bis 10 µM hatte Compound C erwartungsgemäß keinen inhibitorischen Effekt auf die durch Metformin und A-769662 induzierte AMPK-Phosphorylierung und somit deren Aktivität. Trotzdem konnten wir beobachten, dass bereits die Inkubation mit 1 µM Compound C ausreichend war, um die Proliferation und Migration von HUVEC signifikant zu hemmen. Über die Messung der Caspase 3/7-Aktivität konnten wir zeigen, dass eine gesteigerte Apoptoserate als Ursache erst unter Einsatz höherer Konzentrationen eine Rolle spielt (10 µM). Der gemeinsame Einsatz von Compound C mit entweder Metformin oder A-769662 zeigte interessanterweise einen noch stärker ausgeprägten inhibierenden Effekt auf die Proliferation und Migration. Des Weiteren konnte die Thrombin-induzierte endotheliale Schrankenstörung durch vorherige Inkubation von HUVEC mit Compound C bedeutsam antagonisiert werden. Die Stärkung der Adherens Junctions, vermittelt über eine Aktivitätssteigerung der Rho-GTPase Rac1, scheint hierfür eine entscheidene Rolle zu spielen. Die gleichzeitige Behandlung mit AMPK-Aktivatoren hatte keinen Einfluss auf das Versuchsergebnis, was an einen AMPK-unabhängigen Mechanismus denken lässt. Unsere in vitro-Untersuchungsergebnisse zeigen zum einen, dass Compound C in niedriger Konzentration (1 µM) die Proliferation und Angiogenese von Endothelzellen inhibiert ohne die Apoptoserate zu steigern. Höhere Konzentrationen (10 µM) können über Aktivierung der Apoptose bereits toxisch wirken. Zum anderen kann bereits eine kurze Inkubation mit Compound C über eine Rac1-vermittelte Stärkung der Adherens Junctions der Thrombin-induzierten endothelialen Schrankenstörung entgegenwirken. Bezogen auf die endotheliale Schrankenfunktion wirken auch Konzentrationen von 10 µM Compound C protektiv. Abschließend demonstriert diese Arbeit erneut, dass bei dem Einsatz von Compound C als AMPK-Inhibitor vor allem im Hinblick auf die jeweils eingesetzte Konzentration große Sorgfalt geboten ist, da viele Effekte AMPK-unabhängig vermittelt werden.