Ionen- und Wassertransport
Elektroneutraler Ionentransport
Beschreibung
Neuronale ionische Co-Transporter NKCC1 und KCC2 sind zwei neuronale Co-Transporter involviert in Cl– Homeostasis und Zellvolumen Regulierung. Funktionsstörung bei diesen beiden Co-Transporter hat Konsequenzen auf der Ebene der neuronalen Erregbarkeit und kann, im Extremfall, zu Krämpfen und chronischem Nervenschmerz führen. Die Tatsache, dass beide Co-Transporter, NKCC1 und KCC2, elektrisch neutrale positive und negative Ladung haben, macht die Untersuchung mit Elektrophysiologie unmöglich.
Material und Methoden
- Biologisches Modell: Primärkulturen von kortikalen Neuronen entnommen von E17 OF1 Maus Embryonen beider Geschlechter
- DHM® Lösung: Nicht-invasive optische Aufnahmen von neuronal ionischen Co-Transportern.
Resultate
DHM® ist die erste Imaging Technik, die es erlaubt, direkt die dynamischen Aktivitäten der beiden neuronalen Co-Transporter NKCC1 and KCC2 in situ zu verfolgen. Im Weiteren ermöglicht das DHM® , NKCC1 und KCC2 auch pharmakologisch zu charakterisieren. Dies dank dem Umstand, dass NKCC1 und KCC2 Ionen und Wasser co-transportieren (bis zu 600 Wasser-moleküle pro Ladung), eine Gegebenheit, die sich optisch mit dem DHM® messen lässt.
Figur 6 (adaptiert von Jourdain et al., J. Neurosc., 2011)
Publikation
CFTR und das Aquaporin
Beschreibung
Der passive oder aktive Transport von Wasser durch eine Plasmamembrane ist eine Begleiterscheinung von mehreren zellularen Prozessen. Auch wenn dabei die Mitwirkung von Wasserkanälen, genannt Aquaporin, schon seit Dekaden bekannt ist, bleibt der Prozess der transmembranen Wasserbewegung weitgehend unerforscht. Einer der Gründe dazu ist das Nichtvorhandensein einer geeigneten Messtechnik, um diesen transmembranen Wasseraustausch auf zellularer Ebene und während einer physiologischen (und pathologischen) Situation zu messen.
Material und Methoden
- Biologisches Modell: CHO Zellen in der stabilen humanen Form von CFTR Protein (CHOcftr); Rote Blutkörperchen
- DHM® Lösung: nicht-invasives Monitoring der Wasserflüsse
Das DHM® ist die einzige Messtechnik, mit der sich in situ netto die Wasserbewegungen während den Zellprozessen (osmotischer Schock, funktionales Beeinflussen der epithelialen Chloridkanäle CFTR und dem Aquaporin AQP3) messen lässt. Dies öffnet ein Forschungsfeld für neue pharmakologische Untersuchungen, u.a. das Screening der Wirkung von Wirkstoffen bezüglich Wasser-Transportermolekülen, aber auch therapeutischen Ansätzen.
Figur 5 (adaptiert von Jourdain et al., JCS, 2014)
