Dokument: Altern im Zeitraffer: Entwicklung und Charakterisierung eines durch Mitomycin-C-induzierten Hautalterungsmodells
| Titel: | Altern im Zeitraffer: Entwicklung und Charakterisierung eines durch Mitomycin-C-induzierten Hautalterungsmodells | |||||||
| Weiterer Titel: | Aging in timelapse: Development and characterization of a skin model of aging with mitomycin-c | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=26214 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20130705-102433-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr Diekmann, Johanna [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Brenneisen, Peter [Gutachter] Prof. Dr. Ernst, Joachim F. [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Hautalterung, Mitomycin-C, in vitro Hautmodell, Alterung, ROS | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Dreidimensionale Ganzhautmodelle, bestehend aus einer Matrix mit nativen Fibroblasten und Keratinozyten bieten in vitro eine Alternative zu Tierversuchen und Probandenstudien. In vitro Hautmodelle kommen unter anderem in Metabolisierungsstudien, Toxizitätsprüfungen, Wundheilungsversuchen und in der kosmetischen Forschung zum Einsatz. Aufgrund der Tatsache, dass die Hautalterung ein komplexer Prozess ist, der von intrinsischen und extrinsischen Faktoren begleitet wird, können die molekularen und biochemischen Mechanismen, welche zu einem veränderten Erscheinungsbild und funktionellen Veränderungen führen, bisher nicht endgültig verstanden werden. Durch die Entwicklung eines Hautalterungsmodells können die molekularen Mechanismen, die zu alterstypischen Hauterkrankungen oder Krebs führen, besser untersucht und gezielt therapiert werden. Des Weiteren ist die gezielte Entwicklung von kosmetischen Formulierungen möglich, welche speziell auf die Bedürfnisse der gealterten Haut eingehen. Bisherige Hautmodelle werden aus jungen, mitotischen Fibroblasten hergestellt. Da gealterte Fibroblasten sich jedoch wesentlich in ihrer Stoffwechselaktivität und Zellantwort von jungen, mitotischen Fibroblasten unterscheiden, ist es sinnvoll, ein dreidimensionales Hautalterungsmodell mit gealterten Fibroblasten aufzubauen. Die Alterung von Fibroblasten in vitro wurde erstmals 1961 von Hayflick & Moorhead als replikative Seneszenz beschrieben und wird seitdem als Modell der zellulären Alterung genutzt. Die Untersuchung altersbedingter biochemischer, molekularbiologischer und zellulärer Veränderungen an isolierten Hautzellen hat wesentlich dazu beigetragen, grundlegende Aspekte der Hautalterung in vivo besser zu verstehen. Die Ergebnisse dieser Arbeit machen deutlich, dass durch die Behandlung mit Mitomycin C (MMC), die zu einer MMC-induzierten, beschleunigten und dauerhaften Seneszenz (DIAS) führt, sowohl im Monolayer als auch im dreidimensionalen Hautmodell wesentliche Merkmale replikativer Seneszenz wie ein dauerhafter Zellzyklusarrest, die Vergrößerung der Zellmorphologie, eine erhöhte SA-ß-Galaktosidase-Aktivität, der Anstieg an reaktiven Sauerstoffspezies, sowie eine Aktivitätssteigerung von p53 und MMP-1 induziert werden konnten. Dadurch stellt die Behandlung mit Mitomycin-C eine Möglichkeit dar, um den Alterungsprozess im Zeitraffer zu untersuchen. Durch die Behandlung der Hautmodelle mit Mitomycin-C ist es erstmalig gelungen, ein stabiles Hautalterungsmodell zu entwickeln, welches viele gemeinsame Merkmale mit in vivo gealterter Haut besitzt wie z.B. eine Verringerung der dermalen Matrixproteine Elastin und Kollagen, sowie eine veränderte epidermale Differenzierung. Das Hautmodell bietet sowohl für die Kosmetikindustrie, als auch für die medizinische Forschung eine gute Grundlage, um altersbedingte Veränderungen in vivo nah zu untersuchen.Aging is a very complex process, controlled by intrinsic as well as extrinsic factors, which makes it difficult to fully understand the underlying molecular and biochemical mechanisms that lead to changes in appearance as well as functionality of the skin. Development of models for skin-aging can help to understand those molecular mechanisms that lead to aging related skin-diseases as well as cancer, and may eventually lead to specific therapies. Furthermore, it is possible to develop cosmetic formulations for the specific needs of aged skin.
Three dimensional skin models, composed of a matrix with native fibroblasts and keratinocytes, provide a good in vitro alternative to animal experiments and patient studies. Such in vitro models are currently already in use for metabolic studies, toxicity test, wound-healing studies and cosmetic research. So far, skin models were made of young, mitotic fibroblasts. However, since aged fibroblasts differ immensely from young fibroblasts in terms of metabolic function and cell response, it would make more sense to develop a three-dimensional skin aging model with aged fibroblasts. The in vitro aging process of fibroblasts was first described in 1961 by Hayflick & Moorhead as replicative senescence and is since used as a model of cellular aging. The research on aging related biochemical, molecular and cellular changes on isolated skin cells has played an important role in understanding the basic principles of skin aging in vivo. The result of this doctoral thesis indicates that the treatment with Mitomycin-C (MMC) in monolayer experiments, as well as in a three-dimensional skin model, leads to a drug-induced accelerated senescence (DIAS). These DIAS-Fibroblasts share common features with replicative senescence, such as constant cell cycle arrest, enlargement of the cell morphology, an increased SA-β-galactosidase activity, increased production of reactive oxygen species, as well as increased activity of p53 and MMP-1. Hence, the treatment with MMC provides a possibility to analyse the aging process in time-laps. For the first time a stable three-dimensional skin aging model has now been developed, based on the treatment with MMC, showing comparable characteristics of in vivo conditions, such as reduction of the dermal matrix proteins elastin and collagen, as well as different epidermal differentiation. This model provides a great tool for the cosmetic industry as well as for medical research to study aging related changes more closely to the in vivo situation. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Biochemie und Molekularbiologie I | |||||||
| Dokument erstellt am: | 05.07.2013 | |||||||
| Dateien geändert am: | 05.07.2013 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 03.05.2013 | |||||||
| Datum der Promotion: | 24.05.2013 |
