Effect of Rose Bengal photodynamic therapy (RB-PDT) on human corneal epithelial and stromal cells

Abstract

1. Zusammenfassung Auswirkungen der Rose-Bengal-photodynamischen Therapie (RB-PDT) auf humane Hornhautepithel- und Stromazellen Die Rose-Bengal-Photodynamische Therapie (RB-PDT) nutzt Rose-Bengal-Farbstoff als Photosensibilisator, der durch 500-570 nm grünes Licht aktiviert wird. Dies erzeugt reaktive Sauerstoffspezies (ROS), beseitigt Bakterien, moduliert Wachstumsfaktoren und vernetzt Kollagen, was die Gewebesteifigkeit erhöht. Ihre Wirkung auf menschliche Hornhautzellen wurde jedoch noch nicht untersucht. Im ersten Teil der Studie der Studie untersuchten wir die Auswirkungen von RB-PDT auf verschiedene menschliche Hornhautzelltypen, einschließlich einer Hornhautepithelzelllinie (HCE-T), limbaler Epithelstammzellen (T-LSC), primärer Hornhautfibroblasten (HCF), Keratokonusfibroblasten (KC-HCF) und limbaler Fibroblasten (LFC). Nach RB-PDT nahm die Viabilität jedoch bei 0,17 J/cm² in HCF und KC-HCF sowie bei 0,35 J/cm² in T-LSC, HCE-T und LFC signifikant ab. Im zweiten Teil der Studie untersuchten wir die Auswirkungen von RB-PDT auf die Zellmigration und Interaktionen zwischen Epithel- und Stromazellen. RB-PDT die Migration von HCE-T, HCF und KC-HCF signifikant hemmte. Konditioniertes Medium (CM) von RB-PDT-behandelten HCE-T-Zellen förderte die Migration von HCF, während CM von RB-PDT-behandelten HCF die Migration von HCE-T unterstützte. Im dritten Abschnitt der Studie untersuchten wir den Einfluss von RB-PDT auf die Expression Gene und Proteine in HCF und KC-HCF, darunter Kollagen I und V, NF-κB p65, LOX und TGFβ. Die TGFβ-mRNA-Spiegel in HCF sanken, in KC-HCF nahmen die mRNA-Spiegel von Kollagen I und V ab. LOX und NF-κB p65 wurden durch RB-PDT nicht beeinflusst. Weitere Forschungen sind erforderlich, um die Auswirkungen von RB-PDT auf menschliche Hornhautzellen besser zu verstehen, insbesondere durch Studien in Tiermodellen für Keratitis, um die klinische Anwendung zu verbessern.

Effect of Rose Bengal photodynamic therapy (RB-PDT) on human corneal epithelial and stromal cells Rose Bengal photodynamic therapy (RB-PDT) uses rose bengal dye as a photosensitizer, activated by 500-570 nm green light. This activation induces various biological effects, including reactive oxygen species (ROS) generation, cytotoxicity, bacterial eradication, growth factor secretion modulation, and collagen crosslinking, leading to increased tissue rigidity. Despite its clinical use, RB-PDT's impact on human corneal cells is not analysed, yet. In the first part of the study, we examined the effects of RB-PDT on various human corneal cell types, including a corneal epithelial cell line (HCE-T), limbal epithelial stem cells (T-LSC), primary corneal fibroblasts (HCF), keratoconus fibroblasts (KC-HCF), and limbal fibroblasts (LFC). After RB-PDT, viability significantly decreased at a fluence of 0.17 J/cm² in HCF and KC-HCF, and at 0.35 J/cm² in T-LSC, HCE-T, and LFC. In the second part of the study, we examined the impact of RB-PDT on cell migration and epithelial-stromal interactions in human corneal cells. RB-PDT significantly inhibited the migration of HCE-T, HCF, and KC-HCF. Conditioned medium (CM) from RB-PDT treated HCE-T cells enhanced HCF migration in scratched cultures, and CM from RB-PDT treated HCF promoted HCE-T migration. In the third segment of the study, we examined the influence of RB-PDT on the expression of genes and proteins in HCF and KC-HCF, including collagen I and V, NF-κB p65, LOX and TGF-β. In HCF, TGF-β mRNA levels decreased in KC-HCF, mRNA levels of collagen I and V decreased, LOX and NF-κB p65 were unaffected by RB-PDT. Further research is necessary to better understand RB-PDT's impact on human corneal cells, such as studying its effects on corneal cells in an animal keratitis model, optimizing its clinical use.