| Hintergrund: Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKIs) finden in der Krebsbehandlung weite Verbreitung. Obwohl zielgerichteter als herkömmliche Chemotherapeutika, scheint ihr Kardiotoxizitätsrisiko erheblich höher zu sein als angenommen. Mit der vorliegenden Studie versuchen wir die zugrundeliegenden Veränderungen der Kalziumhomöostase von Kardiomyozyten durch den TKI Sorafenib zu charakterisieren um potentiell protektive adjuvante Behandlungen identifizieren zu können.
Methoden: Intrazelluläre Kalziumtransienten (CaTs) von isolierten murinen C57BL/6-Kardiomyozyten, beladen mit dem kalziumsensitiven Fluoreszenzfarbstoff Fluo-4/AM (1.5μM), wurden bei Raumtemperatur mit einem Laserscanningmikroskop unter elektrischer Stimulation (0.5Hz) gemessen. Myozyten wurden mit Sorafenib (10μM) oder mit dem Trägerstoff (Kontrolle) superfundiert (n=21 beziehungsweise 20 Zellen, 7 Herzen). Isoproterenol- (10nM) und koffeininduzierte (30mM) Transienten wurden gemessen, um die beta-adrenerge Reserve respektive den Kalziumgehalt des sarkoplasmatischen Retikulums zu bestimmen. Western blots wurden für die an der Kalziumhomöostase beteiligten Proteine Phospholamban (PLB) und Ca2+/Calmodulin-abhängige Proteinkinase II (CaMKII) und deren phosphorylierte Formen pPLB S16, pPLB T17 und pCaMKII T286 durchgeführt. Individuelle R-Scripts wurden für die CaTs- und Western-Blot-Analysen und für die statistischen erstellt.
Ergebnisse: Sorafenib-superfundierte Kardiomyozyten zeigten eine progrediente Abnahme der systolischen Kalziumtransientenamplituden von 52±8,1% der Ausgangsamplituden zum Zeitpunkt des maximalen pharmakologischen Effektes (p<0,001), während die Kontrollzellen über die Zeit überhaupt keinen signifikanten Unterschied der CaT-Amplituden aufwiesen (p=0,93). Kalziumfreisetzung und –wiederaufnahme wurden durch Sorafenib negativ beeinflusst (p<0,05). Dies führte zu einem langsameren Anstieg und Abfall der CaTs. Beta-adrenerge Stimulation mit Isoproterenol erhöhte die Transientenamplituden in den Kontrollzellen, während diese Antwort in den mit Sorafenib behandelten Zellen abgeschwächt war (p<0,001). Weiters führte Sorafenib, verglichen mit der Kontrollgruppe, zu einer signifikanten Reduktion des SR-Kalziumgehalts (p<0,05) mit dem Trend zu einer verlängerten Abfallzeit (Tau) der koffeininduzierten Antwort (p=0,063). Western blots zeigten eine reduzierte Phosphorylierung von PLB an Serin 16 und einen Trend zu einer reduzierten Phosphorylierung an Threonin 17. CaMKII-Phosphorylierung wurde nicht signifikant beeinflusst.
Diskussion: Umgehende negative inotrope Effekte durch Sorafenib, die zu einer Reduktion der intrazellulären Spitzenamplitude der CaTs führen, sind assoziiert mit einem reduzierten SR-Ca2+-Gehalt, wahrscheinlich verursacht durch beeinträchtigte SERCA2a-Funktion aufgrund von PLB-Phosphorylierung an Serine 16. Weiters werden Kalziumfreisetzung und –wiederaufnahme des SRs verändert: Der SR-Kalziumgehalt ist reduziert und die Kalziumfreisetzung und –wiederaufnahmeparameter sind verlangsamt. |
