Penetration of Hydroxypyridinones through the Blood-Brain Barrier based on a cell monolayer system

Die Blut-Hirn Schranke (BHS) stellt eine wichtige Teilung zwischen Blutzirkulation und Gehirn dar. Sie sorgt dafür, dass unerwünschte Stoffe nicht ins Gehirn kommen, Substrate jedoch zur Genüge geliefert werden. Für manche Medikamente ist es, wegen möglicher Nebenwirkungen wichtig, dass sie nicht ins Gehirn gelangen. Für andere ist der Zutritt zum Gehirn essentiell um den gewünschten Effekt zu erreichen, z.B. Pharmazeutika, zur Therapie von neurodegenerativen Krankheiten. Zur Erforschung der BHS wurden verschiedene Systeme entwickelt. Im Bereich der in vitro Kulturen wurde eine immortalisierte, menschliche Zelllinie von mikrovaskulären Endothelzellen der BHS entwickelt, die in dieser Studie verwendet wurden. Deferipron (CP20), ein weitgehend verwendeter Eisenchelator wurde untersucht. Neuere Studien belegen, dass übermäßiges Eisen im Gehirn bei der Entstehung von neurodegenerativen Krankheiten beteiligt sein kann. Während der Experimente wurden einige Probleme bezüglich der Analyse des Stoffes herausgefunden. Daher wurde versucht, das zur Lyse verwendete Detergens Triton auszutauschen, da es CP20 im HPLC-Chromatogramm überlagerte. Daraufhin wurde destilliertes Wasser genutzt, das ebenfalls nicht das gewünschte Ergebnis brachte. Um die Experimente zu ändern und Hindernisse zu überbrücken, wurde Proteinfällung oder Vereinigung mehrerer Proben versucht. Jedoch konnte CP20 auch in diesen Versuchen nicht detektiert werden. Ein weiteres Experiment, der genaueren Untersuchung würdig, ist das der 24-Stunden-Aufnahme, das eine verringerte Saccharose-Konzentration bei erhöhter CP20-Konzentration aufwies. Unter diesen Umständen war es nicht möglich war eine Aussage über die Fähigkeit von CP20 die BHS zu übertreten, zu treffen. Änderungen in den Experimenten könnten aber neue Erkenntnisse diesbezüglich und folglich auch in der Therapie von neurodegenerativen Erkrankungen bringen.The Blood-Brain Barrier (BBB) is an important partition of the blood circulation and the brain environment. It makes sure unwanted agents cannot enter the brain whereas substrates are supplied sufficiently. Some drugs should not enter the brain because of sideeffects, others penetration into the brain is essential for the effect, e.g. therapeutics treating neurodegenerative diseases. In order to obtain insight in the mechanisms of the BBB, various systems have been developed. In vitro cultures, e.g. an immortalized human cell line of microvascular endothelial cells appearing at the BBB were created, which were used in this study. The compound analysed was deferiprone (or CP20), an iron chelator widely used. Recent studies showed that iron overload in the brain is participating in neurodegenerative diseases. During the experiments it was discovered that the system had some problems with the analysis of the compound. It was attempted to change the detergent, Triton, as it was interfering with CP20 in the HPLC chromatogram. Distilled water was chosen as a replacement but did not show more promising results. To vary the experimental setting and overcome these problems, protein precipitation or pooling samples was tried. Nevertheless CP20 could not be detected. An experiment worth pursuing was the 24 hour uptake, showing a decreasing amount of sucrose with an increasing amount of CP20. Therefore the ability of CP20 crossing the BBB could not be studied in these circumstances, changes in the experimental setting might bring new insights to this subject and to treatment of neurodegenerative diseases