Entwicklung und Charakterisierung von nasalen Zellkulturmodellen basierend auf der immortalisierten humanen nasalen Epithelzelllinie RPMI 2650 für In- vitro-Permeationsuntersuchungen

Die nasale Mukosa hat in den letzten Jahren und Jahrzehnten an Bedeutung für die Applikation von Arzneistoffen gewonnen. Um Transport und Permeation durch die nasale Mukosa zu untersuchen, sind verschiedene In-vitro-Modelle entwickelt worden. Ziel der Arbeit war es, ein organotypisches Permeationsmodell der humanen nasalen Mukosa zu entwickeln, wobei zunächst die passive Permeation im Vordergrund stand. Hierfür wurden Untersuchungen mit isolierten humanen nasalen Epithelzellen in Primärkultur, mit der immortalisierten Zelllinie RPMI 2650 und mit exzidierter humaner Mukosa durchgeführt. Um den Einfluss einer Fibroblasten-Kokultur zu untersuchen, wurden humane nasale Fibroblasten (HNF) isoliert und kultiviert, die in kontaktlosen und dreidimensionalen Modellen mit direktem Kontakt zu den Epithelzellen eingesetzt wurden. Zudem wurde die mRNA-Expression verschiedener ABC-Transporter und deren Einfluss auf die Permeation eines Modellsubstrates in den verschiedenen Modellen charakterisiert. Zusätzlich wurde untersucht, inwieweit die Barriereigenschaften der nasalen Mukosa abhängig vom Entnahmeort in der Nasenhöhle schwanken. Hierfür wurde porcine Mukosa verwendet. In dieser Arbeit ist es gelungen, ein einfach zu kultivierendes, reproduzierbares Modell der humanen nasalen Mukosa zu entwickeln, das auf der Zelllinie RPMI 2650 basiert. Die Ergebnisse sprechen für organotypische Eigenschaften bei der passiven Permeation hydrophiler und lipophiler Stoffe und von Stoffen mit hohem Molekulargewicht. Die Expression der untersuchten ABC-Transporter ist auf Protein- und Funktionalitätsebene noch weiter zu charakterisieren. Als Nachteile des Modells sind fehlende Stoffwechselaktivität, Zilienbildung und mukoziliäre Clearance der nasalen Mukosa zu nennen. Dennoch erscheinen sowohl das reine Epithelmodell der Zelllinie RPMI 2650 als auch das dreidimensionale Modell für Permeations-Screenings als Alternative zu exzidierter Mukosa oder isolierten humanen nasalen Epithelzellen gut geeignet.