Do BDNF and the phosphodiesterase inhibitor rolipram have a protective effect on the organ of Corti cell line HEI-OC1 under oxidative stress?

Introduction: Corrosion processes at platinum electrode contacts of cochlear implants are largely unexplained. In addition to primary cultures of spiral ganglion neurons, immortalized cell lines of the organ of Corti are also available for in vitro screening of potential inhibitors. The aim of this study is to characterize the effects of BDNF and the phosphdiesterase inhibitor rolipram on HEI-OC1 cells exposed to oxidative stress by disodium hexachloroplatinate (Na2PtCl6) administration. Methods: HEI-OC1 cells were cultured together with 14 ng/µl Na2PtCl6 and variable concentrations of BDNF (20-60 ng/ml) or rolipram (0.05-3 nM) at 33°C and 10% CO2 for 48 h. The effects of BDNF and rolipram on the metabolic activity of HEI-OC1 cells with and without induction of oxidative stress were determined using resazurin. Morphology and viability of the cells were visualized by lfuorescence microscopy with calcein acetoxymethyl and ethidium homodimer III. In addition, a relative quantification of the release of lactate dehydrogenase was performed. Results: The results of metabolic activity and fluorescence microscopy of cell morphology showed no protective effects of HEI-OC1 cells by BDNF and rolipram alone or in combination with Na2PtCl6 administration. Interestingly, no significant increase in LDH levels in the cell culture supernatant relative to the reference was found in any assay. Conclusions: Metabolic activity of HEI-OC1 cells was not increased in the presence of BDNF and rolipram at any concentration and thus showed no protective effects on Na2PtCl6-injured cells. On the other hand, a low LDH level indicated still intact cell membranes.

Einleitung: Korrosionsprozesse an Platinelektrodenkontakten von Cochlea-Implantaten sind weitgehend nicht geklärt. Für in vitro Screenings potentieller Inhibitoren stehen neben Primärkulturen der Spiralganglionenneuronen ebenfalls immortalisierte Zelllinien des Corti-Organs zur Verfügung. Ziel dieser Studie ist die Charakterisierung der Effekte von BDNF und dem Phosphdiesterasehemmer Rolipram auf die HEI-OC1-Zellen, die durch Dinatrium-Hexachloroplatinat (Na2PtCl6)-Gabe oxidativem Stress ausgesetzt wurden. Methoden: HEI-OC1-Zellen wurden zusammen mit 14 ng/µl Na2PtCl6 und variablen BDNF- (20-60 ng/ml) bzw. Rolipram-Konzentrationen (0,05-3 nM) bei 33°C und 10 % CO2 für 48 h kultiviert. Die Wirkungen von BDNF und Rolipram auf die metabolische Aktivität der HEI-OC1-Zellen mit und ohne Induktion des oxidativen Streß wurden mittels Resazurin bestimmt. Morphologie und Vitalität der Zellen wurden lfuoreszenzmikroskopisch mit Calcein Acetoxymethyl und Ethidium Homodimer III dargestellt. Zudem erfolgte eine relative Quantifizierung der Freisetzung von Lactat-Dehydrogenase. Ergebnisse: Die Ergebnisse der metabolischen Aktivität und der fluoreszenzmikroskopi-schen Untersuchungen der Zellmorphologie zeigten keine protektiven Effekte der HEI-OC1-Zellen durch BDNF und Rolipram allein sowie in Kombination bei Na2PtCl6-Gabe. Interessanterweise wurde in keinem Assay eine signifikante Erhöhung des LDH-Spiegels im Zellkulturüberstand in Relation zur Referenz gefunden. Schlussfolgerungen: Die metabolische Aktivität der HEI-OC1-Zellen wurde in Anwesenheit von BDNF und Rolipram bei keiner Konzentration gesteigert und zeigten somit keine protektiven Effekte auf die mit Na2PtCl6 geschädigten Zellen. Andererseits wies ein niedriger LDH-Level auf noch intakte Zellmembranen hin.

Es besteht kein Interessenkonflikt.