Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Elisabeth Wiegand

In-vitro- und Ex-vivo-Untersuchungen augenschädigender

Wirkungen von Arzneistoffen

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-111047

title (eng.)

In-vitro- and ex-vivo-examinations of eye-harming Effects of drugs

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2017

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/wiegande_ws17.pdf

abstract (deutsch)

Ziel dieser Arbeit war die Etablierung von In-vitro- und Ex-vivo-Untersuchungsmethoden zur Untersuchung möglicher augenschädigender Wirkungen von Arzneistoffen.

 

Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, auf der Basis von in Literatur und Pharmakovigilanzmeldungen beschriebenen Fällen mit augenschädigender Wirkung von Arzneistoffen bei Hund und Katze, das augenschädigende Potential einiger Arzneistoffe zu untersuchen.

 

Untersucht wurden die zytotoxischen und die phototoxischen Grenzwerte der Arzneistoffe an Zellen der Zelllinien R28 (Retina) und ARPE-19 (retinales Pigmentepithel).

 

Dazu wurden verschiedene Zellkulturversuche zum Nachweis einer zytotoxischen Wirkung der Testsubstanzen etabliert. Die Zellen wurden in verschiedenen Versuchsansätzen zur Untersuchung der phototoxischen Wirkung zu unterschiedlichen Zeitpunkten mit UV-Licht bestrahlt.

 

Als Ex-vivo-Modell zur Untersuchung des Einflusses von Spinosad, Milbemycinoxim und Ivermectin auf die Barrierefunktion der Blut-Retina-Schranke wurde retinales Pigmentepithel in der Ussingkammer untersucht.

 

Erste signifikante Reduktionen der zellulären Vitalität der R28-Zellen traten bei Spinosad, Milbemycinoxim Ivermectin und Chlorpromazin bei 20 µmol/ml, Ciprofloxacin, Enrofloxacin, Danofloxacin und Ciclosporin in einer Konzentration von 200 µmol/ml, bei Marbofloxacin, Betamethason und Ketoprofen in einer Konzentration von 2000 µmol/ml auf. Die geringsten Konzentrationen bei denen in Verbindung mit UV-Licht die Vitalität signifikant vermindert war, betrug für Chlorpromazin 2 µmol/ml, für Spinosad, Ivermectin, Betamethason, Ketoprofen und Ciclosporin 5 µmol/ml, für Danofloxacin und Milbemycinoxim 20 µmol/ml, für Ciprofloxacin und Enrofloxacin 200 µmol/ml und für Marbofloxacin 500 µmol/ml an R28-Zellen.

 

Für ARPE-19-Zellen konnten erste signifikante Reduktionen der zellulären Vitalität ab 50 µmol/ml bei Spinosad, Milbemycinoxim und Ivermectin, 200 µmol/ml bei Danofloxacin und Chlorpromazin, 500 µmol/ml bei Ciprofloxacin und Enrofloxacin und 2000 µmol/ml bei Marbofloxacin und Betamethason gezeigt werden. Die geringsten Konzentrationen mit signifikanter Reduktion der Zellvitalität der ARPE-19-Zellen in Verbindung mit UV-Licht lagen bei 5 µmol/ml für Milbemycinoxim, bei 20 µmol/ml für Ivermectin und Chlorpromazin, bei 50 µmol/ml für Spinosad, bei 200 µmol/ml für Ciprofloxacin, Danofloxacin, Marbofloxacin und Ketoprofen und bei 500µmol/ml für Enrofloxacin.

 

Die Ergebnisse aus der Ussingkammer hatten eine sehr hohe Variabilität, diese Methode bedarf einer Weiterentwickung. Es lassen sich lediglich Tendenzen ableiten, wonach es in Einzelfällen durch Spinosad und Ivermectin zu einer erhöhten Substratkonzentration auf der Retinaseite des retinalen Pigmentepithels kam.

abstract (englisch)

The aim of this study was the establishment of in-vitro- and ex-vivo-examination methods for the investigation of possible eye-harming effects of drugs.

 

A further aim of this work was to investigate the eye-harming potential of some drugs on the basis of cases, described in literature and pharmacovigilance reports with an eye-damaging effect of drugs in dogs and cats.

 

The cytotoxic and the phototoxic limit concentrations ​​of the drugs were investigated on cells of the cell lines R28 (retina) and ARPE-19 (retinal pigment epithelium).

 

For this purpose, different cell culture experiments were established for the detection of a cytotoxic effect of the test substances. The cells were irradiated with UV-light at various time points in various test batches for the purpose of examining the phototoxic effect.

 

As an ex-vivo-model for investigating the influence of spinosad, milbemycin oxime and ivermectin on the barrier function of the blood-retinal-barrier, retinal pigment epithelium was examined in the Ussing chamber.

 

The first significant reductions in cellular vitality of the R28 cells occurred in spinosad, milbemycin oxime Ivermectin and chlorpromazine at a concentration of 20 μmol/ml, ciprofloxacin, enrofloxacin, danofloxacin and ciclosporin at a concentration of 200 μmol/ml, in the case of marbofloxacin, betamethasone and ketoprofen 2000 μmol/ml. The lowest concentrations, which caused significantly reduced vitality in combination with UV-light was 2 μmol/ml for chlorpromazine, 5 μmol/ml for spinosad, ivermectin, betamethasone, ketoprofen and ciclosporin, 20 μmol/ml for danofloxacin, milbemycin oxime, Ciprofloxacin and enrofloxacin 200 μmol/ml and for marbofloxacin 500 μmol/ml R28 cells.

 

In ARPE-19 cells first significant reductions of cellular vitality were exanimated at 50 μmol/ml in spinosad, milbemycin oxime and ivermectin, 200 μmol/ml in Danofloxacin and chlorpromazine, 500 μmol/ml in ciprofloxacin, enrofloxacin, 2000 μmol/ml in marbofloxacin and Betamethasone. The lowest concentrations with a significant reduction in the cell viability of the ARPE-19 cells in combination with UV light were at 5 μmol/ml for milbemycin oxime, at 20 μmol/ml for ivermectin and chlorpromazine, at 50 μmol/ml for spinosad, at 200 μmol/ml for ciprofloxacin, danofloxacin, marbofloxacin and ketoprofen and 500 μmol/ml for enrofloxacin.

 

The results from Ussing Chamber had a very high variability, this method requires further development. Only tendencies could be derived which led to an increased substrate concentration on the retinal side of the retinal pigment epithelium in individual cases by spinosad and ivermectin.

keywords

Retinales Pigmentepithel, Spinosad, Hund, retinal pigmentepithelium, milbemycin oxime

kb

3.260