Resveratrol und Desferoxamin schützen Granulosazellen vor oxidativem Stress

Unfruchtbarkeit stellt heutzutage einen wichtigen Themenschwerpunkt der modernen Medizin dar. Häufig sind es gerade adipöse Frauen, die von Anovulation und Infertilität betroffen sind. Ein Grund hierfür ist der vermehrte oxidative Stress, welcher durch eine erhöhte Aktivität von Lipidperoxidasen, Anstieg der reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) sowie frei zirkulierendem, oxidierten Low Densitiy Lipoprotein (oxLDL) verursacht wird. OxLDL wiederum kann über die Bindung an spezielle Scavenger-Rezeptoren, wie Lectin-like oxidierte LDL Rezeptor 1 (LOX-1), Toll-like Rezeptor 4 (TLR4) und Cluster of Differentiation 36 (CD36), den „programmierten“ Zelltod u. a. von Granulosazellen (GCs) im Ovar induzieren. Damit stellt oxidativer Stress einen wichtigen Ansatzpunkt bei der Frage nach möglichen Therapiekonzepten bei der Infertilität dar. Ziel dieser Arbeit bestand darin, den Einfluss von Antioxidantien auf den oxidativen Status in den Follikelzellen, sowie deren Wirkungsweise auf die oxLDL induzierte Zellschädigung von GCs zu untersuchen. Hierfür wurden die Follikelflüssigkeiten mit den darin enthaltenen GCs von Frauen, welche sich in einer IVF-Therapie befanden, isoliert und verwendet. Als Vertreter der Antioxidantien wurden Resveratrol (RES) und Desferoxamin (DFO) für unsere Untersuchungen genutzt. Die GCs wurden sowohl ausschließlich mit oxLDL als auch in Kombination mit einem der jeweiligen Antioxidantien behandelt. Die Effekte beider Antioxidantien auf die Reproduktion und die ovarielle Funktion ist bis jetzt noch ungeklärt. In unserer Studie konnten wir erstmalig zeigen, dass RES und DFO über unterschiedliche Mechanismen einen protektiven Effekt auf humane GC-Subtypen ausüben. In den in vitro Untersuchungen an humanen GCs konnten wir nachweisen, dass die Behandlung mit RES und DFO die oxLDL induzierte Degeneration verhindert und durch eine Senkung des oxidativen Stresses Schäden sogar präventiv vorbeugt. Dies konnte zum einen über eine stark reduzierte Apoptose-Rate bei gleichzeitiger Induktion einer protektiven Autophagie und damit einer gesteigerten Überlebensrate der oxLDL-behandelten GCs bei simultaner Behandlung mit beiden Antioxidantien gezeigt werden. Auch die Proliferationsrate stieg unter dem Einfluss von RES und DFO in allen 3 GC-Subtypen an. Untersuchungen des Einflusses beider Reagenzien auf Rezeptor-Ebene ergab eine deutlich verminderte Expression der Scavenger Rezeptoren (LOX-1, TLR4, CD36) und des 60-kDa-Hitzeschockproteins (Hsp60) trotz gleichzeitiger Behandlung mit oxLDL. Eine weitere Frage hinsichtlich des Einflusses von RES und DFO auf bekannte oxidative Stressmarker (8-iso-PGF2α, AGEs, Protein-Carbonyl) wurde durch Analysen im Lysat untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Hochregulation dieser Marker unter oxidativen Stress durch die Antioxidantien auf „normalem“ Ausgangs-Niveau verblieb. Zusammenfassend konnten wir anhand dieser Ergebnisse demonstrieren, dass sowohl RES als auch DFO den oxidativen Stress in humanen GCs effektvoll senken und damit einen protektiven Effekt auf menschliche GCs in vitro ausüben. Auch konnten wir zeigen, dass die Steroid-Synthese in cytokeratin-positiven (CK+) GCs durch RES mittels einer signifikanten Induktion des Regulierungsproteins Steroidogenic acute regulatory protein (StAR) wiederhergestellt wird. Morita et al. (2012) haben bereits gezeigt, dass RES, u. a. über eine gesteigerte Expression von StAR, eine wichtige Rolle bei der Aktivierung der Luteinisierung und damit bei der terminalen Differenzierung von GCs spielt. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass die Steroidgenese eine wichtige Schlüsselfunktion bei den Überlebensmechanismen der GCs unter oxidativem Stress darstellt. In Zusammenschau der Ergebnisse stellen beide Antioxidantien daher einen potenziellen therapeutischen Ansatzpunkt gegen oxidativen Stress in GCs und damit in der Behandlung der bereits oben genannten zum Teil Adipositas-assoziierten Krankheitsbilder und Infertilitätsproblemen dar. Um diese Hypothese zu unterstützen, wird aktuell an einem Adipositas-induzierten Infertilitäts-Modell an Mäusen gearbeitet, um so die Wirkung von RES und DFO in vivo zu untersuchen. Aufgrund der vielversprechenden protektiven Wirkungen wäre zukünftig dann u. a. der Einsatz beider Substanzen bei der Behandlung von adipösen Frauen in der in vitro Fertilisation (IVF) denkbar. Schlussfolgernd lässt sich hypothetisch annehmen, dass eine frühzeitige, präventive Behandlung mit Antioxidantien Komplikationen vor, während und nach der Schwangerschaft reduzieren und sogar verhindern kann