Vliv zvýšeného parciálního tlaku kyslíku na růst a metabolismus fibroblastů - výsledky pilotní studie
Abstrakt
Normobarická a hyperbarická oxygenoterapie je běžně používaná léčebná metoda, její pozitivní či negativní účinky nejsou podloženy dostatečným poznáním dějů na buněčné úrovni, není tedy jasné, jak buňky reagují na nefyziologickou úroveň rozpuštěného kyslíku v krvi. Na LF v Plzni byly provedeny pilotní experimenty s cílem vybrat vhodné nástroje a metody, které by nám v pochopení těchto dějů byly nápomocné.
Experimenty byly zaměřeny na studium vlivu prostředí s odlišným pO2 na kultivační média s cílem nalézt podmínky, za kterých nebude docházet ke změnám pH média, dále na porovnání růstových křivek buněčné linie (HFL1) ovlivňované v průběhu kultivace zvýšenou pO2 (95kPa pO2 + 5kPa pCO2) a na optimalizaci kultivace dostatečného množství buněk pro účely měření mitochondriální respirace na přístroji Oroboros (metoda HRR) a současně sestavení a optimalizaci vhodného protokolu. Mezi významné výstupy řadíme zjištění nezbytné přítomnosti pCO2 v atmosféře (5kPa).
Bez jeho přítomnosti dochází k signifikantní změně pH média a snížení antioxidační kapacity média (např. DMEM).
Při zvýšené koncentraci O2 a 5 kPa CO2 nedochází k významnému rozdílu růstu ovlivněných a kontrolních buněk. Optimální množství buněk stanovené pro spolehlivé měření spotřeby kyslíku metodou HRR je minimálně 400 000/ml.
Mitochondriální respiraci vybraných buněk je vhodné studovat po chemické permeabilizaci digitoninem, kdy se lze zaměřit na podíl jednotlivých mitochondriálních respiračních komplexů na celkové spotřebě kyslíku. Předběžné výsledky naznačují, že buňky vystavené vyšším koncentracím O2 mají až dvojnásobnou spotřebu O2 oproti kontrolám.
Nedostatek publikací a výsledky provedených pilotních experimentů nás vedou k závěru, že je tato oblast základního výzkumu vědecky zajímavá a má smysl v ní pokračovat. V současné době připravujeme standardizovaný pokus s dostatečným množstvím buněk HFL1 pro účely HRR, který může prokázat, jak významný vliv má normobarická oxygenoterapie na buněčné úrovni.