Förebyggande av UV-inducerad apoptos av koffein (Caff2)

Koffein är en världsomspännande konsumerad dietbeståndsdel. Det förekommer i en mängd olika drycker som kaffe, te, läsk och kakaodrycker och i chokladbaserade livsmedelsprodukter. I USA finns ett rapporterat genomsnittligt intag av koffein på 200 mg/d hos 80 % av vuxna, vilket motsvarar mängden i två 5-ounce koppar kaffe eller fyra läsk. Ett nytt intresse för koffein inom oftalmologi uppstod med observationen att koffein hämmar kataraktogenes.

Katarakt är den vanligaste orsaken till blindhet i världen och hittills finns det inget godkänt läkemedel för att förhindra grå starr. UVR-B-strålning har identifierats som en av de största riskfaktorerna för åldersrelaterad grå starr. In vitro visade Varma att koffein bevarar ATP-nivåer och GSH-nivåer i linsen när de utsätts för UVR-B och bibehåller ytterligare tillståndet av genomskinlighet i linsen. Varma antog dessutom att dess skyddande effekt i linsen beror på dess förmåga att avlägsna reaktiva syrearter (ROS) och att undertrycka förhöjning av toxiska mikroRNA och därav följande gentystnad. I den galaktosemiska råttmodellen visade Varma att topiskt koffein in vivo hämmade bildandet av galaktosstarr och förhindrade apoptos av linsepitelceller.

En ytterligare studie presenterade bevis för att lokalt koffein också förhindrar in vivo UVR-B-inducerad grå starr och hämmar apoptos av linsepitelceller. Utredarna uppskattade skyddsfaktorn (PF) för koffein till 1,23. PF är identisk med PF för solskyddsmedel; förhållandet mellan tröskeldosen av det toxiska medlet och tröskeldosen utan det toxiska medlet. Den PF som observerades för topiskt applicerat koffein var högre än den PF som observerades för peroralt administrerat vitamin E (PF: 1,14) respektive vitamin C (PF: 1). Endast Grx-genen ger en högre PF (PF 1,3). Detta stöder starkt att koffein har en viktig antioxidantkapacitet in vivo.

Upp till 99 % av koffeinet absorberas gastrointestinalt och farmakokinetiken är jämförbar efter oral och i.v. administrering. I levern metaboliseras koffein av leverenzymer som tillhör cytokrom P-450-familjen, främst CYP1A2. Huvudmetaboliter som 1-metylxantin och 1-metylurinsyra rapporterades fortfarande ha betydande antioxidantaktivitet. Nyligen bekräftade en studie den skyddande effekten av kaffe i kombination med ytterligare antioxidanter mot åldersrelaterad grå starr. Dess hydrofoba egenskaper tillåter koffeinpassage över alla biologiska membran. En ytterligare studie fann att koffein efter oralt intag ackumuleras i linsepitelet.

Linsepitelet spelar en viktig roll för att balansera vatten, joner och den metabola homeostasen. Dessutom genererar de groddande cellerna i linsepitelet en reservoar för generering av linsfiberceller. UVR-B-strålning absorberas av proteiner och DNA i linsepitelet och underliggande linsfibrer, vilket orsakar skador på cellerna. När epitelceller skadas störs linsens tillväxt och transparens. Michael et al. visade utseendet av apoptotiska linsceller efter exponering in vivo för UVR-B med transmissionselektronmikroskopi. Inga nekrotiska celler hittades vid tröskeldos. Vi hittade en topp av Apoptos timmar efter UVR-B exponering.

Föreliggande studie syftar till att undersöka om koffeinackumulering i mänskliga linsepitelceller efter oralt koffeinintag är tillräcklig för att förhindra experimentell apoptos inducerad av ultraviolett strålning.