Identifizierung und funktionelle Charakterisierung von Transportsystemen für pharmakologisch aktive Substanzen an humanen Keratinozyten

Abstract

Problemstellung: Voraussetzung für die dermale und transdermale Anwendung von pharmakologisch aktiven Substanzen ist die Translokation durch lebende Epidermisschichten. Schwerpunkte der Originalarbeiten dieser kumulativen Promotionsschrift sind die Charakterisierung des Transportes von Biotin, Taurin, Clonidin und Cholin an kultivierten Keratinozyten der humanen Haut. Methoden: Die in der Arbeit zusammengefassten Experimente erfolgten an der humanen Keratinozytenzelllinie HaCaT und an nativen humanen epidermalen Keratinozyten. Wesentliche Ergebnisse: Humane Keratinozyten exprimieren den Na+- abhängigen, Cl- - und pH- unabhängigen Multivitamintransporter SMVT, der neben Biotin auch Liponsäure und Pantothensäure transportiert. Für den Biotintransport in den Keratinozyten existiert ein zweites Transportsystem mit einer sehr hohen Affinität, das nicht durch Liponsäure und Pantothensäure hemmbar ist. Humane Keratinozyten exprimieren den Na+- und Cl- - abhängigen Taurintransporter TAUT, der für den Transport von β-Aminosäuren, nicht jedoch von α- und γ-Aminosäuren verantwortlich ist. Humane Keratinozyten exprimieren ein Na+- unabhängiges Transportsystem für tertiäre Amine, das eine hohe Affinität zu Arzneistoffen wie Diphenhydramin, Guanabenz, Procainamid, Tryptamin, Chinin und Chinidin besitzt. Humane Keratinozyten exprimieren ein Transportsystem, das spezifisch tertiäre und quartäre Amine erkennt und transportiert.

Purpose: For the dermal or transdermal application of pharmacologically active compounds it is essential that the solutes are translocated across the living layers of the epidermis. Moreover, keratinocytes have to be supplied with all nutrients from the skin blood vessels. The purpose of the present investigations was the characterization of the transport of biotin, taurine, clonidine and choline at cultured keratinocytes of the human skin. Methods: The studies were performed using the human keratinocyte cell line HaCaT and native human epidermal keratinocytes. Main results: Human keratinocytes express the Na+-dependent, Cl- - and pH-independent multivitamin transporter SMVT. This system transports biotin, lipoic acid and pantothenic acid. Biotin is also transported by a second, high-affinity transport system, which does not transport lipoic acid and pantothenic acid. Human keratinocytes express the Na+- and Cl- - dependent taurine transporter TAUT. This system transports β-amino acids but not α- or γ-amino acids. Human keratinocytes express a high-affinity, Na+-independent transport system for tertiary amines with a high affinity for drugs such as diphenhydramine, guanabenz, procainamid, tryptamine, quinine and quinidine. Human keratinocytes express a specific transport system for tertiary and quartiary amines.