Dokument: Decellularised Human and Porcine Conjunctiva for Ocular Surface Reconstruction

Titel:	Decellularised Human and Porcine Conjunctiva for Ocular Surface Reconstruction
Weiterer Titel:	Dezellularisierte humane und porcine Bindehaut als Matrix für die Augenoberflächenrekonstruktion
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=56649
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20210630-110139-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Witt, Joana [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 10,53 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 22.06.2021 / geändert 22.06.2021
Beitragende:	Prof. Dr. Dr. Schrader, Stefan [Gutachter] Prof. Dr. rer. nat. Scheller, Jürgen [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	The ocular surface is the interface between the eye and our environment, and its homeostasis is maintained by the interaction of its various anatomical structures, including the conjunctiva. The conjunctiva is a specialized mucous membrane that plays an important role in defending against pathogens and environmental influences and in moisturizing the ocular surface. Various disorders can damage the conjunctiva and its epithelium, leading to chronic inflammation, tear film disorders, scarring and, secondarily to keratinisation of the cornea, visual impairment or even blindness. Especially in cases of severe ocular surface damage, the long-term success of visual rehabilitation often requires surgical reconstruction of the conjunctiva with a suitable substitute tissue. Various tissues are used clinically for this purpose, but they also have some disadvantages, such as the lack of secretory goblet cells – essential for the tear film –, limited availability, and lack of stability or strong tissue heterogeneity. This dissertation investigated decellularised conjunctiva as a promising novel substitute tissue for conjunctival reconstruction. Decellularised tissue has the decisive advantage of having a low antigenic potential that could lead to a rejection reaction in the recipient. The articles published in the framework of this cumulative dissertation reveal that human decellularised conjunctiva and porcine (pig-derived) decellularised conjunctiva show no disadvantages in terms of stability, elasticity, tissue integration or biocompatibility, neither in vitro nor in vivo after transplantation in an animal model, compared to amniotic membrane, the most commonly used graft used in the surgical treatment of ocular surface diseases. Since severe ocular surface damage can lead to a loss of conjunctival epithelial stem cells, long-term visual rehabilitation requires the renewal of the conjunctival epithelial progenitor cell population. This work shows that the decellularised conjunctiva can be successfully recellularised in vitro with human conjunctival epithelial progenitor cells. For this purpose, different cultivation methods for the formation of a stable, stratified, goblet and progenitor cell-rich epithelium were evaluated. Subsequently, reepithelialised conjunctiva was transplanted into a conjunctival defect in a rabbit model and examined in vivo. The transplanted conjunctiva maintained good stratification, equivalent to a healthy human conjunctiva, showed high progenitor cell maintenance and increased goblet cell numbers. Porcine decellularised conjunctiva showed no disadvantage compared to human decellularised conjunctiva in our experiments and is a readily available tissue source. Based on the present results, porcine decellularised conjunctiva thus shows a great potential as an alternative conjunctival substitute tissue as well as a carrier for human conjunctival progenitor cells for surgical rehabilitation of the ocular surface. Die Augenoberfläche ist die Schnittstelle zwischen dem Auge und unserer Umwelt, und ihre Homöostase wird durch das Zusammenspiel ihrer verschiedenen anatomischen Strukturen - einschließlich der Bindehaut - aufrechterhalten. Die Bindehaut ist eine spezialisierte Schleimhaut, die eine wichtige Rolle bei der Abwehr vor Pathogenen und Umwelteinflüssen sowie dem Befeuchten der Augenoberfläche spielt. Verschiedene Störungen können die Bindehaut und ihr Epithel schädigen und zu chronischen Entzündungen, Störungen des Tränenfilms, Narbenbildung und sekundär zu Sehbehinderung oder Blindheit durch Verhornung der Kornea führen. Vor allem bei schweren Augenoberflächenschäden erfordert ein langfristiger Erfolg bezüglich visueller Rehabilitation oft eine chirurgische Rekonstruktion der Bindehaut mit einem geeigneten Ersatzgewebe. Verschiedene Gewebe kommen hierbei klinisch zum Einsatz, weisen jedoch auch einige Nachteile auf, wie z.B. das Fehlen von - für den Tränenfilm essentiellen - sekretorischen Becherzellen, eine limitierte Verfügbarkeit, mangelnde Stabilität oder eine starke Gewebeheterogenität. In dieser Dissertation wird dezellularisierte Bindehaut als ein vielversprechendes, neuartiges Ersatzgewebe für die Bindehautrekonstruktion untersucht. Dezellularisierte Gewebe haben den entscheidenden Vorteil, nur in geringem Maß immunogene Faktoren aufzuweisen, die im Empfänger zu einer Abstoßungsreaktion führen könnten. Die im Rahmen dieser kumulativen Dissertation veröffentlichten Artikel zeigen, dass humane dezellularisierte Konjunktiva und vom Schwein stammende (=porzine) dezellularisierte Konjunktiva im Vergleich zur Amnionmembran, dem am häufigsten verwendeten Transplantat zur Augenoberflächenrekonstruktion, weder in vitro noch nach Transplantation im Tiermodell in vivo, Nachteile hinsichtlich Stabilität, Elastizität, Gewebeintegration oder Biokompatibilität aufweisen. Da eine schwere Schädigung der Augenoberfläche zu einem vollständigen Verlust von konjunktivalen, epithelialen Vorläuferzellen führen kann, erfordert eine langfristige visuelle Rehabilitation in solchen Fällen die Erneuerung der konjunktivalen epithelialen Vorläuferzellpopulation. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass sich die dezellularisierte Konjunktiva in vitro erfolgreich mit humanen konjunktivalen Vorläuferepithelzellen rezellularisieren lässt. Hierzu wurden in vitro verschiedene Kultivierungsmethoden zur Bildung eines stabilen, stratifizierten, Becher- und Progenitorzell-reichem Epithels evaluiert. Im weiteren Verlauf wurde die reepithelialisierte Konjunktiva in einen Bindehautdefekt in ein Kaninchenmodell transplantiert und in vivo untersucht. Die transplantierte Konjunktiva wies weiterhin eine, einer gesunden, humanen Konjunktiva äquivalenten Stratifizierung auf und zeigte einen hohen Anteil an Progenitorzellen sowie eine erhöhte Becherzellzahl im Vergleich zu in vitro kultivierten Bindehaut-Konstrukten. Porzine dezellularisierte Konjunktiva zeigte in unseren Versuchen gleichwertige Ergebnisse im Vergleich zu humaner dezellularisierter Bindehaut und stellt zusätzlich eine leicht verfügbare Gewebequelle dar. Basierend auf den vorliegenden Ergebnissen, weist porzine dezellularisierte Konjunktiva somit ein großes Potential als alternatives Bindehautersatzgewebe zur chirurgischen Rehabilitation der Augenoberfläche auf.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	30.06.2021
Dateien geändert am:	30.06.2021
Promotionsantrag am:	03.12.2020
Datum der Promotion:	18.06.2021