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status_changed: 2012-08-14 15:04:16
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Bauer, Björn
title: In vitro Zellkulturmodelle der Blut-Hirn-Schranke zur Untersuchung der Permeation und P-Glycoprotein-Interaktion von Arzneistoffen
title_en: In vitro cell culture models of the blood-brain barrier for studying permeation and p-glycoprotein-interaction of drugs
ispublished: pub
subjects: ddc-610
divisions: i-160100
adv_faculty: af-14
keywords: Zellkulturmodell , P-Glycoprotein , Permeationblood-brain barrier , cell culture model , p-glycoprotein , permeation
cterms_swd: Blut-Hirn-Schranke
abstract: Zielsetzung der vorliegenden Arbeit waren 1) die Isolierung, Kultivierung und Charakterisie-rung cerebraler Kapillarendothelzellen als Modellzellen für Zellkulturmodelle der Blut-Hirn-Schranke, 2) die Charakterisierung eines in vitro Permeationsmodells der Blut-Hirn-Schranke sowie 3) die Entwicklung eines Screening-Modells zur Untersuchung von Arzneistoff-Interaktionen mit P-Glycoprotein (P-gp). Die Zellisolierung erfolgte nach einer rein enzymatischen Methode aus Schweinehirn. Die Zellen zeigten gutes Wachstum und bildeten konfluente Monolayer, was mit Aktinfärbungen belegt wurde. Immunfärbungen des von-Willebrand-Faktors bestätigten den endothelialen Charakter der Zellen. Immunfärbungen des ABC-Transporters Mrp2 waren negativ. Die Ex-pression von P-Glycoprotein konnte dagegen nachgewiesen werden. Die Charakterisierung des in vitro Permeationsmodells der Blut-Hirn-Schranke erfolgte an-hand von Permeationsversuchen. Aufgrund der Untersuchungen wurden verschiedene Ein-flussfaktoren charakterisiert und standardisiert. Zwischen passiver parazellulärer bzw. transzellulärer Permeation, erleichterter Diffusion und aktivem Transport durch den ABC-Transporter P-Glycoprotein konnte differenziert werden. Zur Untersuchung von Arzneistoff-Interaktionen mit P-Glycoprotein wurden der Calcein-AM-MDR-Assay und der Calcein-AM-Kinetik-Assay. Mit dem Calcein-AM-MDR-Assay wurden Validierungssubstanzen richtig identifiziert und gut differenziert. Aufgrund der Untersuchun-gen mit dem Calcein-AM-Kinetik-Assay wurden Nicardipin und PSC-833 als non-kompetitive P-gp-Inhibitoren klassifiziert. Ritonavir, Taxol und Vinblastin wurden als kompetitive P-gp-Substrate eingestuft. Die Ergebnisse zeigen, dass das in vitro Permeationsmodell der Blut-Hirn-Schranke als indu-strietaugliches Permeations-Screening-Modell verwendet werden kann, und dass der Cal-cein-AM-MDR- und Calcein-AM-Kinetik-Assay gute Screening-Modelle zur Untersuchung von Arzneistoff-P-gp-Interaktionen darstellen.
abstract_translated_text: The aim of the present work was 1) the isolation, cultivation and characterization of porcine brain capillary endothelial cells (PBCEC) for cell culture models of the blood-brain barrier, 2) the characterization of a permeation model of the blood-brain barrier as a screening model for drugs and 3) the development of a screening model to determine drug interactions with p-glycoprotein (p-gp). For isolating PBCEC from porcine brain, an enzymatic method was used. Good growth of the cells was demonstrated by actin-staining of confluent cell monolayers. Immunostaining of von-Willebrand-factor demonstrated the endothelial character of cultured PBCEC. Immuno-staining of Mrp2 was negative. Thereagainst, the expression of p-glycoprotein could been demonstrated. The in vitro permeation model of the blood-brain barrier was characterized by permeation studies with paracellular-markers. Factors influencing the outcome of the model were identi-fied and standardized. Passive paracellular and transcellular permeation, facilitated diffusion and active transport by the ABC-transporter p-glycoprotein could been distinguished.  In order to study drug interactions with p-glycoprotein, the calcein-AM-MDR-assay and the calcein-AM-kinetic-assay were established. Using the calcein-AM-MDR-assay, drugs could be identified as p-gp-modulators and non-modulators. A good differentiation between strong, moderate and weak p-gp-modulators as well as structurally similar compounds was obser-ved. Using the calcein-AM-kinetic-assay, nicardipin and psc-833 were classified as non-competitive p-gp-inhibitors. Ritonavir, taxol and vinblastine were classified as competitive p-gp-substrates. The resultus show that the in vitro permeation model of the blood-brain barrier can be used as a permeation-screening-model for drugs. The calcein-AM-MDR-assay and the calcein-AM-kinetic-assay can be used as screening-models to determine drug interactions with p-glycoprotein.
abstract_translated_lang: eng
class_scheme: mesh
class_labels: Biological Transport, Blood-Brain Barrier [G06.535.166.330.050], Cell Membrane Permeability [G04.335.250], Active [G06.535.166.310]
date: 2002
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00002215
ppn_swb: 1643312561
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-22153
date_accepted: 2002-04-30
advisor: HASH(0x55de53736d00)
language: ger
bibsort: BAUERBJORNINVITROZEL2002
full_text_status: public
citation:   Bauer, Björn  (2002) In vitro Zellkulturmodelle der Blut-Hirn-Schranke zur Untersuchung der Permeation und P-Glycoprotein-Interaktion von Arzneistoffen.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/2215/1/Dissertation_online.pdf