TY - JOUR A1 - Han, Hong A1 - Kampik, Daniel A1 - Grehn, Franz A1 - Schlunck, Günther T1 - TGF-beta 2-Induced Invadosomes in Human Trabecular Meshwork Cells JF - PLoS ONE N2 - Primary open-angle glaucoma (POAG) is a leading cause of blindness due to chronic degeneration of retinal ganglion cells and their optic nerve axons. It is associated with disturbed regulation of intraocular pressure, elevated intraocular levels of TGF-β2, aberrant extracellular matrix (ECM) deposition and increased outflow resistance in the trabecular meshwork (TM). The mechanisms underlying these changes are not fully understood. Cell-matrix interactions have a decisive role in TM maintenance and it has been suggested that TGF-β-induced inhibition of matrix metalloproteases may drive aberrant ECM deposition in POAG. Invadopodia and podosomes (invadosomes) are distinct sites of cell-matrix interaction and localized matrix-metalloprotease (MMP) activity. Here, we report on the effects of TGF-β2 on invadosomes in human trabecular meshwork cells. Human TM (HTM) cells were derived from donor tissue and pretreated with vehicle or TGF-β2 (2 ng/ml) for 3d. Invadosomes were studied in ECM degradation assays, protein expression and MMP-2 activity were assessed by western blot and zymography and ECM protein transcription was detected by RT-qPCR. HTM cells spontaneously formed podosomes and invadopodia as detected by colocalization of Grb2 or Nck1 to sites of gelatinolysis. Pretreatment with TGF-β2 enhanced invadosomal proteolysis and zymographic MMP-2 activity as well as MMP-2, TIMP-2 and PAI-1 levels in HTM cell culture supernatants. Rho-kinase inhibition by H1152 blocked the effects of TGF-β2. Concomitant transcription of fibronectin and collagens-1, -4 and -6 was increased by TGF-β2 and fibrillar fibronectin deposits were observed in areas of invadosomal ECM remodelling. In contrast to a current hypothesis, our data indicate that TGF-β2 induces an active ECM remodelling process in TM cells, characterized by concurrent increases in localized ECM digestion and ECM expression, rather than a mere buildup of material due to a lack of degradation. Invadosomal cell adhesion and signaling may thus have a role in POAG pathophysiology. KW - intraocular pressure KW - cell cultures KW - cell staining KW - proteolysis KW - glaucoma KW - extracellular matrix KW - actins KW - trabecular meshwork Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-130074 VL - 8 IS - 8 ER - TY - JOUR A1 - Waxman, Susannah A1 - Strzalkowska, Alicja A1 - Wang, Chao A1 - Loewen, Ralitsa A1 - Dang, Yalong A1 - Loewen, Nils A. T1 - Tissue-engineered anterior segment eye cultures demonstrate hallmarks of conventional organ culture JF - Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology N2 - Background Glaucoma is a blinding disease largely caused by dysregulation of outflow through the trabecular meshwork (TM), resulting in elevated intraocular pressure (IOP). We hypothesized that transplanting TM cells into a decellularized, tissue-engineered anterior segment eye culture could restore the outflow structure and function. Methods Porcine eyes were decellularized with freeze–thaw cycles and perfusion of surfactant. We seeded control scaffolds with CrFK cells transduced with lentiviral vectors to stably express eGFP and compared them to scaffolds seeded with primary TM cells as well as to normal, unaltered eyes. We tracked the repopulation behavior, performed IOP maintenance challenges, and analyzed the histology. Results Transplanted cells localized to the TM and progressively infiltrated the extracellular matrix, reaching a distribution comparable to normal, unaltered eyes. After a perfusion rate challenge to mimic a glaucomatous pressure elevation, transplanted and normal eyes reestablished a normal intraocular pressure (transplanted = 16.5 ± 0.9 mmHg, normal = 16.9 ± 0.9). However, eyes reseeded with eGFP-expressing CrFK cells could not regulate IOP, remaining high and unstable (27.0 ± 6.2 mmHg) instead. Conclusion Tissue-engineered anterior segment scaffolds can serve as readily available, scalable ocular perfusion cultures. This could reduce dependency on scarce donor globes in outflow research and may allow engineering perfusion cultures with specific geno- and phenotypes. KW - ocular anterior segment perfusion culture KW - tissue engineering KW - aqueous humor outflow KW - trabecular meshwork Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-323845 VL - 261 IS - 5 ER - TY - THES A1 - Verma-Führing, Raoul T1 - Die Trabekulopunktion als Prädiktiver Test für den Erfolg der Ab Interno Trabekulektomie im Schweineaugenmodell T1 - Trabeculopuncture as Predictive Test for the Outcome of Ab Interno Trabeculectomy in Porcine Anterior Segments N2 - To investigate trabeculopuncture (TP) for predicting the outcome of ab interno trabeculectomy (AIT). Ex vivo porcine anterior segments were perfused and sequentially underwent two procedures, TP and AIT. We concluded that a 10% reduction in IOP after TP can be used to predict the success (>20% IOP decrease) of AIT in porcine eyes. As porcine eyes share many similarities with human eyes, our findings may have implications on the validity of this test as a predictor for surgical outcomes of AITs in humans. N2 - Wir untersuchten die Trabekulopunktion (TP) zur Vorhersage des Erfolgs einer Ab Interno Trabekulektomie (AIT) an einem ex vivo Schweineaugen-Perfusionsmodell. Die Schweineaugen wurden nacheinander zwei Verfahren (TP und AIT) unterzogen. Wir kamen zu dem Schluss, dass eine 10-prozentige Senkung des Augeninnendrucks nach der TP zur Vorhersage des Erfolgs (>20-prozentige Senkung des Augeninnendrucks) einer AIT in Schweineaugen verwendet werden kann. Schweineaugen weisen viele Ähnlichkeiten mit menschlichen Augen auf. Die Implementation eines solchen Tests zur Vorhersage des chirurgischen Erfolgs einer AIT beim Menschen wäre von hoher klinischer Relevanz. KW - Glaukom KW - Goniotomie KW - Ab Interno Trabekulektomie KW - Trabekulopunktion KW - Glaucoma KW - trabecular meshwork KW - trabeculopuncture KW - ab interno trabeculectomy Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-282633 ER - TY - THES A1 - Wecker, Thomas T1 - Über den Einfluss des transformierenden Wachstumsfaktors beta 2 auf das Zytoskelett und das Proteinexpressionsmuster menschlicher Trabekelmaschenwerkszellen T1 - TGF-beta 2 modulates cell-cell adhesion and the cytoskeleton in human trabecular meshwork cells N2 - Das primäre Offenwinkelglaukom (POWG) ist eine mit typischen Gesichtfeld- und Papillenschäden einhergehende Erkrankung des Auges, die in den westlichen Industrienationen zu den häufigsten Erblindungsursachen zählt. An Glaukom erkrankte Patienten weisen häufig erhöhte Augeninnendruckwerte und gesteigerte TGF-beta 2-Spiegel im Kammerwasser auf. Der Augeninnendruck wird im Wesentlichen durch den Abflusswiderstand des Trabekelmaschenwerks bestimmt. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss des Wachstumsfaktors TGF-beta 2 auf das Zytoskelett von menschlichen Trabekelmaschenwerkszellen (HTM) untersucht. Hierbei konnten die bereits bekannten TGF-beta-Effekte, nämlich verstärkte Stressfaserbildung und Zunahme der alpha-SMA- sowie Aktin-Expression bestätigt werden. Bisher unbekannt war die Zunahme der Expression von N-Cadherin und beta-Catenin unter TGF-beta, die Veränderungen der Zell-Zell-Adhäsionen nach sich zieht und damit auch Einfluss auf die biomechanischen Eigenschaften des Trabekelmaschenwerks haben könnte. beta-Catenin ist hierbei auch unter dem Einfluss von TGF-beta nur zu einem geringen Anteil im Zellkern lokalisiert, was mit einer vermehrten Lokalisation von beta-Catenin in Zell-Zell-Verbindungen vereinbar ist. Da vermutlich unter TGF-beta-Stimulation sogar eher weniger beta-Catenin als Mediator für den Wnt-Signalpfad zur Verfügung steht, könnte ein TGF-beta-vermittelter Wnt-Antagonismus eine Rolle in der Entstehung des POWG spielen. Es ist bekannt dass eine Hemmung des Wnt-Signalwegs den Augeninnendruck erhöht. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass an der TGF-beta 2-Signalgebung in humanen Trabekelmaschenwerkszellen außer dem klassischen Smad-Weg auch MEK/ERK und PI3K/AKT an der Signalübertragung beteiligt sind. Hierbei sind die TGF-beta-induzierten Änderungen der Zell-Zell-Verbindungen von der Smad- und AKT-Signalgebung abhängig, während die Effekte von TGF-beta auf alpha-SMA über den MEK/ERK-Signalweg vermittelt werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen einige neu beobachtete TGF-beta-Effekte im Trabekelmaschenwerk, von denen insbesondere die Veränderungen des Zellskeletts und der Zell-Zell-Verbindungen sowie die möglicherweise stattfindende Depletion des Wnt-Signalweges Bedeutung für die Entstehung des Offenwinkelglaukoms haben könnten. N2 - Primary open angle glaucoma (POAG) is a chronic optic neuropathy with elevated intraocular pressure and ageing as major risk factors. The incidence of POAG is expected to rise in the aging industrial societies. Structural changes in the trabecular meshwork (TM) and elevated TGF-beta 2 levels in the aequous humor have been described in POAG-patients. It has been shown that TGF-beta modulates the amount and the composition of the extracellular matrix and intracellular proteins in the TM. Here we show that TGF-beta 2 modulates the cytosceletal rearrangements and the expression of cadherins in human TM cells. These changes require the canonical Smad-pathway as well as non-canonical signaling by the Pi3K/AKT- and MEK/ERK-pathways. Changes in the cytoskeleton and cell-cell adhesions might influence the mechanotransduction characteristics of TM tissue and thus have effects on the regulation of intraocular pressure with implications in primary open angle glaucoma. KW - Glaukom KW - Weitwinkelglaukom KW - Zellskelett KW - Transforming Growth Factor beta 2 KW - Wnt-Proteine KW - Kammerwinkel KW - Trabekelmaschenwerk KW - Proteinexpressionsmuster KW - Biomechanik KW - trabecular meshwork KW - protein expression KW - biomechanics Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-54595 ER -