การศึกษาผลของยาดีเฟอร์ร็อกซามีนต่อการมีชีวิตรอดของเซลล์ในระบบประสาทและการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันในเซลล์ไมโครเกลีย BV-2

Abstract

ไมโครเกลียเป็นเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันของระบบประสาทซึ่งเมื่อถูกกระตุ้นจะหลั่งสารก่อการอักเสบทำให้มีการอักเสบเรื้อรังซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งของโรคทางระบบประสาท ปริมาณเหล็กสะสมในร่างกายมากเกินไปเป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดการอักเสบของเซลล์ในระบบประสาท ดีเฟอร์ร็อกซามีน (Deferoxamine; DFO) เป็นยาขับเหล็กที่ใช้กันแพร่หลายเพื่อกำจัดเหล็กส่วนเกินออกจากร่างกาย ช่วยลดอาการแทรกซ้อนจากภาวะเหล็กเกินและลดการตายของเซลล์ประสาท อย่างไรก็ตาม การใช้ยา DFO ในปริมาณสูงต่อเนื่องเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดภาวะพร่องออกซิเจนจนทำให้เซลล์ประสาทบาดเจ็บและตายได้ ข้อมูลเกี่ยวกับผลของยา DFO ต่อการมีชีวิตรอดของเซลล์ประสาทและเซลล์ไมโครเกลียยังไม่เคยมีรายงานมาก่อน งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของยา DFO ต่อการมีชีวิตรอดของเซลล์ในระบบประสาท โดยเพาะเลี้ยงเซลล์สายพันธุ์นิวโรบลาสโตมา (SH-SY5Y) และสายพันธุ์ไมโครเกลีย (BV-2) ในจานเพาะเลี้ยงที่เติม DFO ความเข้มข้น 25, 50 และ 100 μM เป็นเวลา 24 และ 48 ชั่วโมง จากนั้นตรวจสอบความอยู่รอดของเซลล์ทั้งสองชนิดรวมทั้งวัดระดับไซโตไคน์ IL-10 ซึ่งทำหน้าที่ต้านการอักเสบ ผลการทดลองพบว่าหลังจากได้รับ DFO นาน 24 ชั่วโมง เซลล์ทั้งสองชนิดมีชีวิตรอดน้อยลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม แต่เมื่อเวลาผ่านไป 48 ชั่วโมง พบว่าเซลล์ SH-SY5Y ยังคงมีอัตรารอดชีวิตน้อย ในขณะที่เซลล์ BV-2 มีแนวโน้มรอดชีวิตเพิ่มขึ้นและมีปริมาณไซโตไคน์ IL-10 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม ผลการวิจัยนี้แสดงว่า DFO แม้ใช้ในปริมาณน้อยก็อาจทำให้เกิดการตายของเซลล์ประสาทและไมโครเกลียได้โดยเฉพาะใน 24 ชั่วโมงแรกหลังจากได้รับยา ดังนั้น การใช้ยา DFO ในผู้ป่วยที่จำเป็นต้องรับยานี้ควรใช้ด้วยความระมัดระวัง เพื่อหลีกเลี่ยงการทำลายเซลล์ในระบบประสาท นอกจากนั้นการที่เซลล์ไมโครเกลียรอดชีวิตเพิ่มขึ้นและหลั่งสารต้านการอักเสบหลังจากได้รับ DFO นาน 48 ชั่วโมง แสดงว่าไมโครเกลียอาจมีบทบาทช่วยต้านการอักเสบของเซลล์ประสาทในภาวะที่ขาดออกซิเจนและอาจเป็นเป้าหมายใหม่ในการรักษาโรคที่เกี่ยวกับการอักเสบเรื้อรังในระบบประสาท

Microglial are the resident immune cells in the central nervous system (CNS). They release cytokines and chemokines associate with inflammation and consequently lead to the neurological diseases. Iron overload in the CNS is one factor that triggers neuroinflammation. Deferoxamine (DFO) is an iron chelator widely used for removing excessive iron to protect neurons from iron overload. However, a high dose of DFO can induce oxygen depletion and hypoxic damage of neurons. It is still not clear how DFO has an impact on survival and death of cell in the nervous system. Therefore, the objective of this study is to investigate the effects of DFO on cell viability of neuron and microglia cells. The neuroblastoma (SH-SY5Y) and Microglia (BV-2) cell lines were cultured in a completed medium containing DFO at 25, 50, and 100 μM for 24 to 48 hours. Then, the cell viability and the expression of anti-inflammatory cytokine IL-10 were measured. The results showed that after 24 hours of DFO treatment, the cell viability of both cells were significantly decreased as compared to the control. Although the SH-SY5Y cell viability still decreases after 48 hours of DFO treatment, there is a trend to increases of BV-2 cell viability together with a significant increase in the level of IL-10 expression. The finding suggested that DFO treatment, even at low dosage, can induce neuronal and microglial cell death. Furthermore, enhance microglial cell survival and IL-10 expression indicated that the microglia might play an anti-inflammatory role following the hypoxic injury. Our results suggest that DFO should be carefully prescribed to avoid the adverse effects of DFO on hypoxia-induced cell death, especially within 24 hours after drug treatment. Finally, microglia might be a novel therapeutic target for the treatment of neurological diseases related to chronic neuroinflammation.