Dokument: Einfluss elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich von 453 nm und 474 nm auf entzündungsrelevante Parameter humaner Monozyten (THP-1)

Titel:	Einfluss elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich von 453 nm und 474 nm auf entzündungsrelevante Parameter humaner Monozyten (THP-1)
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=49551
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20190513-093453-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Pierchalla, Max [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,80 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.05.2019 / geändert 09.05.2019
Beitragende:	Prof. Dr. Suschek, Christoph V. [Gutachter] PD Dr. Mahotka, Csaba [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die Lichttherapie ist in der modernen Medizin in der Behandlung diverser entzündlicher und proliferativer Dermatosen unter anderem der Psoriasis vulgaris, atopischen Dermatitis, Lichen ruber planus und dem T-Zell Lymphom erfolgreich etabliert. Als Ursache für entzündliche Hauterkrankungen werden vor allem pathologische Reaktionen des Immunsystems angesehen. Therapeutische Anwendung findet überwiegend ultraviolettes Licht aufgrund der zytotoxischen, antiproliferativen und antiinflammatorischen Wirkung auf diverse dermale Zellen. Überschießende Entzündungsreaktionen lassen sich lokal und systemisch eindämmen. Hautalterung, Hyperpigmentierung, vermehrte Faltenbildung und eine Erhöhung des Risikos der Hautkrebsgenese sind nur einige der Nebenwirkungen einer übermäßigen UV-Exposition. Eine Alternative zur harten UV-Strahlung stellt blaues Licht einer Wellenlänge von 400 nm – 500 nm dar. Je nach Zelltyp entfaltet es unterschiedliche Wirkung auf diverse immunkompetente Zellen. Es werden antiproliferative, proliferationssteigernde, zytotoxische und antiinflammatorische Effekte auf Zellen wie Fibroblasten, Keratinozyten, Endothelzellen und T-Zellen beschrieben. In ersten klinischen Studien findet blaues Licht bereits Einzug in der Therapie der Psoriasis. Die Wirkung von blauem Licht auf die Funktion von THP-1 Zellen ist bislang weitgehend ungeklärt. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob blaues Licht einer Wellenlänge von 453 nm und 474 nm das Potential besitzt, die Proliferation, die Aktivierung von THP-1 Zellen mit Phorbol-12-myristat-13-acetat (PMA), sowie die Produktion entzündungsrelevanter Paramater wie der Zytokine zu beeinflussen. Die Ergebnisse konnten zeigen, dass blaues Licht eine teils signifikante zytotoxische und antiproliferative Wirkung auf THP-1 Zellen entfaltet, und das in einem Wellenlängenbereich, der für diverse andere dermale Zellen wie Fibroblasten und Keratinozyten weitgehend ungefährlich ist. Mit steigender Dosis und fallender Wellenlänge steigt die Zytotoxizität des blauen Lichts. Höher energetisches Licht einer Wellenlänge von 453 nm erwies sich als toxischer, als blaues Licht eines Wellenlängenbereichs von 474 nm. Ebenso ging eine mehrfache Strahlenexposition mit erhöhter Zytotoxizität einher. Ruhende THP-1 Zellen lassen sich mit Phorbol-12-myristat-13-acetat (PMA) aktivieren, sodass diese von monozytären zu Makrophagen-ähnlichen Zellen differenzieren. Werden THP-1 Zellen vor dem Differenzierungsprozess mit blauem Licht bestrahlt, erniedrigte sich der Anteil aktivierter THP-1 Zellen signifikant. Der Versuchsaufbau ließ hier keine Unterscheidung zwischen nicht aktivierten und apoptotischen Zellen zu. Weitere Versuche konnten zeigen, dass differenzierte THP-1 Zellen deutlich resistenter gegenüber blauem Licht sind, als nicht aktivierte Zellen. Bisherige Studien konnten belegen, dass Blaulichtexposition in Keratinozyten, T-Zellen und THP-1 Zellen zur Suppression der Expression proinflammatorischer Zytokine führte. Eine Beeinflussung entzündungsrelevanter Parameter durch blaues Licht konnte in dieser Arbeit nicht beobachtet werden. Die Zytokin-Expression aktivierter und nicht-aktivierter THP-1 Zellen von IL-1β, IL-6, IL-8 und TNF-α ließ sich durch Blaulichtbestrahlung nicht signifikant beeinflussen. Blaues Licht könnte zukünftig eine nebenwirkungsärmere Alternative in der Behandlung überschießender Entzündungsreaktionen darstellen und somit Einzug in die Therapie zahlreicher chronisch entzündlicher Dermatosen oder auch im Rahmen der Behandlung von Wundheilungsstörungen finden. Light therapy has been successfully established in modern medicine in the treatment of various inflammatory and proliferative dermatoses such as psoriasis vulgaris, atopic dermatitis, lichen ruber planus and T-cell lymphoma. Especially pathological reactions of the immune system are considered as a cause of inflammatory skin diseases. Mainly ultraviolet light finds therapeutic application due to its cytotoxic, antiproliferative and anti-inflammatory effect on various dermal cells. Excessive inflammatory reactions can be controlled locally and systemically. Skin aging, hyperpigmentation, increased wrinkling of the skin and increased risk of skin cancer are just a few of the side effects of excessive UV exposure. Blue light with a wavelength of 400 nm - 500 nm represents an alternative to hard UV radiation. Depending on the cell type, it triggers different effects in various immunocompetent cells, for instance antiproliferative, proliferation-enhancing, cytotoxic and antiinflammatory effects on fibroblasts, keratinocytes, endothelial cells and T cells. Initial clinical trials have already integrated blue light therapy into the treatment of psoriasis. Hitherto the effect of blue light on the function of THP-1 cells has not been particularly studied. The aim of this work was to investigate whether blue light with a wavelength of 453 nm and 474 nm has the potential to manipulate proliferation of THP-1 cells, activation of THP-1 cells with phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) and production of inflammatory parameters such as cytokines. The results showed that blue light has a significant cytotoxic and antiproliferative effect on THP-1 cells in a wavelength range, which seems to be harmless for various other dermal cells such as fibroblasts and keratinocytes. As the dose increases and the wavelength decreases, the cytotoxicity of the blue light increases. Blue light at a wavelength of 453 nm proved to be more toxic than blue light in a wavelength range of 474 nm. Moreover, multiple radiation exposures were associated with increased cytotoxicity. Resting THP-1 cells can be activated with phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) to differentiate from monocytic cells to macrophage-like cells. If THP-1 cells were irradiated with blue light before the differentiation process, the number of activated THP-1 cells decreased significantly. However, the experimental setup did not allow any discrimination between non-activated and apoptotic cells. Further experiments showed that differentiated THP-1 cells were significantly more resistant to blue light than non-activated cells. Previous studies have shown that blue light exposure in keratinocytes, T-cells and THP-1 cells led to lower expression of proinflammatory cytokines. In the trails blue light irradiation did not significantly affect the expression of IL-1β, IL-6, IL-8 and TNFα by activated and non-activated THP-1 cells. In the future, blue light could become a less toxic alternative in the treatment of excessive inflammatory reactions and play an important role in the therapy of numerous chronic inflammatory dermatoses or in the treatment of wound healing disorders.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	13.05.2019
Dateien geändert am:	13.05.2019
Promotionsantrag am:	07.05.2019
Datum der Promotion:	07.05.2019