Smoke Induced Changes in Epithelial CellGene Ex ression: evelopment of an In el r COPD

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) includes emphysema and chronic bronchitis, which are characterised by a progressive airflow limitation and chronic infiammation. The pathogenesis of COPD involves different cells, mainly epithelial cells, macrophages, neutrophils, and CD8 lymphocytes. Bronchial epithelium lines the mucosal surface of the airways, forming a mechanical barrier that separates the external environment from the internal milieu. Recently, substantial evidence has emerged indicating that airway epithelial cells are able to liberate a number of chemokines fundamental to both infiammatory and immune responses. Therefore, we established an in vitro model by showing that cigarette smoke is able to induce the release of chemokines by lung epithelial cells. Furthermore, we show that cigarette smoke induced chemokine expression is resistant to dexamethasone, mimicking the clinical situation. In contrast, pyrrolidinedithiocarbamic acid, an experimental antioxidant compound, inhibited smoke induced chemokine expression. These results suggest that this epithelial cell culture model may allow the evaluation of novel antiinfiammatory compoundsfor the treatment ofCOPD directly on the relevant target cells in vitro. This approach may result in the replacement of animal experimentation in screening of new therapeutics for COPD. Zusammenfassung: Veränderung in der Genexpression epithelialer Zellen durch Rauch: Entwicklung eines in vitro Modells für COPD Emphysem und chronische Bronchitis gehören zu den chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen (COPD), die durch eine progressive Minderung des Luftfiusses und chronische Entzündung gekennzeichnet sind. Verschiedene Zelltypen, vor allem Epithelzellen. Makrophagen, Neutrophile und CD8 Lymphozyten sind an der Pathogenese von COPD beteiligt. Bronchiales Epithel kleidet die Oberfläche der Schleimhaut der Luftwege aus und bildet so eine mechanische Barriere, welche die externe Umgebung vom internen Milieu abtrennt. Kürzlich wurde nachgewiesen, dass die Epithelzellen der Luftwege in der Lage sind, eine große Anzahl von Chemokinen freizusetzen, die eine bedeutende Rolle sowohl in entzündlichen wie auch in Immunprozessen spielen. Deshalb haben wir ein in vitro Modell etabliert, in dem wir zeigen, dass Zigarettenrauch die Freisetzung von Chemokinen aus Epithelzellen der Lunge induziert. Weiterhin zeigen wir, dass die durch Zigarettenrauch induzierte Chemokin-Freisetzung resistent gegenüber Dexamethason ist, was die klinische Situation widerspiegelt. Dagegen inhibierte Pyrrolidinedithiocarbamat, ein experimentelles Antioxidans. Rauch induzierte Chemokin-Expression. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass dieses Epithelrellkulturmodell die Beurteilung neuer antientzündlicher Substanzen fur die Behandlung von COPD direkt an der relevanten Zielzelle in vitro erlaubt. Dieser Ansatz könnte zum Ersatz von Tierexperimenten im Screening neuer Therapeutika für die Behandlung von COPD führen.