Dokument: Einfluss der Bestrahlung (λ = 453 nm) auf modulierende Proteine der reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in der Pathogenese des Morbus Dupuytrens
| Titel: | Einfluss der Bestrahlung (λ = 453 nm) auf modulierende Proteine der reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in der Pathogenese des Morbus Dupuytrens | |||||||
| Weiterer Titel: | Impact of radiation (λ = 453 nm) on reactive oxygen species (ROS)-modulating enzymes in the pathogenesis of Dupuytren's disease | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=58785 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20220218-111115-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Wohltmann, Marie Heike [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | PD Dr. Thelen, Simon [Gutachter] Prof. Dr. Timm J. Filler [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Morbus Dupuytren, Reaktive Sauerstoffspezies, blaues Licht | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Morbus Dupuytren (MD) ist eine fibroproliferative Erkrankung der Palmarfaszie genetischer,
immunologischer und ischämischer Genese. Klinisch kommt es zu einer zunehmenden fixierten Beugekontraktur der betroffenen Finger und deren Funktionseinschränkung. Zudem findet sich eine hohe Rezidivrate. Kennzeichen der Erkrankung sind erhöhte Level reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und eine vermehrte Differenzierung von Fibroblasten zu Myofibroblasten, unter anderem induziert durch Wachstumsfaktoren wie Transforming growth factor β (TGFβ). Es konnte bereits von unserer Arbeitsgruppe gezeigt werden, dass die Expression des α-smooth muscle actin (α-sma), ein Surrogatparameter für vermehrte Myofibroblastengenese, durch Bestrahlung mit blauem Licht λ = 453 nm signifikant inhibiert wird. Dies könnte mit durch Bestrahlung induzierten ROS in Zusammenhang stehen. Bis dato konnte nicht abschließend geklärt werden, welche Mechanismen der ROS-Induktion sowie den erhöhten ROS-Leveln zugrunde liegen und welche Bedeutung sie für den Effekt der Bestrahlung haben. Ziel dieser Arbeit ist es aufzuklären, ob der therapeutische Effekt des blauen Lichtes über die ROS-Generierung vermittelt werden könnte, welche ROSmodulierenden Enzyme an der Erhöhung der ROS in MD-Fibroblasten beteiligt sein könnten und ob die Reduktion der α-sma-Expression auch pharmakologisch induziert werden könnte. Mit oder ohne TGFβ1 (1ng/ml) behandelte MD- und Karpaltunnelsyndrom (CTS)-Fibroblasten wurden 3 bzw. 5 Tage mit blauem Licht (λ = 453 nm, 40 J/cm2 und 38 mW/cm2) bestrahlt. Weitere MD- und CTSZellen wurden 5 Tage mit TGFβ1 (0/1/5/10 ng/ml) behandelt und mit einer gleichbehandelten Gruppe unter Zugabe eines TGF-Rezeptor-Inhibitors (SB-431542) (0,5 μMol) verglichen. Eine weitere Gruppe von MD/CTS-Fibroblasten wurde mit TGFβ und H2O2 behandelt. Die Auswertung erfolgte mittels Glutathionsperoxidase-Assay, durchflusszytometrischer und Western-Blot-Analyse. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von H2O2, ebenso wie blaues Licht, zu einer Inhibition der α-sma-Expression führt. In MD- ist im Vergleich mit gleichbehandelten CTS-Fibroblasten die Expression der Mangan-Superoxiddismutase (Mn-SOD) signifikant, auf ca. die Hälfte, erniedrigt. Weiterhin konnte bei mit TGFβ behandelten CTS- und MD-Fibroblasten eine durch Bestrahlung um bis zu 2/3 verminderte Katalase-Expression nachgewiesen werden. Es konnte eine erhöhte Expression von TGFβ hLAP in MD nachgewiesen werden. Weiterhin konnte evaluiert werden, dass die α-sma-Expression durch Zugabe von SB-431542 (ein TGFβ-Inhibitor) ebenfalls erniedrigt werden kann, während die Mn-SOD verstärkt exprimiert wird. Die erniedrigte Expression der Mn-SOD konnte als mögliche Quelle erhöhter ROS in MD ausfindig gemacht werden. Die Ergebnisse des TGFβ-Inhibitions- und Bestrahlungsversuches deuten an, dass die Mn-SOD-Expression durch TGFβ inhibiert wird. Die Bestrahlung könnte die ROS-Level durch eine Inhibition der Katalase weiter erhöhen. Unterstützt wird dieses Ergebnis und eine mögliche Verbindung von ROS und Bestrahlungseffekten durch die Inhibition der α-sma-Expression durch H2O2. Darüber hinaus werden alternative Behandlungsmöglichkeiten durch die pharmakologische Inhibition der α-sma-Expression aufgezeigt.Dupuytren's contracture (Morbus Dupuytren, MD) is a fibroproliferative disease of the palmar fascia caused by genetic, ischemic and immunologic alterations. Patients undergo an increasing contracture of the afflicted fingers, resulting in loss of function. Furthermore, it is hallmarked by an inclination towards relapse. MD is characterized by elevated levels of reactive oxygen species (ROS) and an increased differentiation of fibroblasts to myofibroblasts, inducible by growth factors like transforming growth factor β (TGFβ). It is already known that radiation with blue light λ = 453 nm inhibits expression of α-smooth muscle actin (α-sma), a known surrogate parameter of myofibroblasts. This might be due to a further blue light induced elevation of ROS. The source of the increased ROS in MD, Involvement of ROS-modulating enzymes in radiation induced oxidative stress and ROS’ meaning for the radiation‘s effects aren’t fully understood yet. Major subjects of the present study are whether the therapeutic effect of blue light may depend on ROS, the investigation of possible sources for the ROS and to provide further insight into the possibility of a pharmacological inhibition of α-sma-expression. MD- and carpal tunnel syndrome (CTS)-fibroblasts (+/- TGFβ1 (1ng/ml)) were radiated with 40 J/cm2, 38 mW/cm2 and a wavelength of λ = 453 nm for three and five days, respectively. Another group of MD- and CTS-fibroblasts were incubated with 0/1/5/10 ng/ml TGFβ1 and 0,5 μMol of a TGFβ-Receptor-Inhibitor (SB-431542) for 5 days and compared with a control receiving the same TGFβ-treatment. Further MD- and CTS-fibroblasts were incubated with TGFβ and H2O2. Analyses were carried out with Western Blot, FACS and Glutathione Peroxidase-Assay. Treatment of MDcells with H2O2 decreases expression of α-sma, pointing towards a possible connection between ROS, radiation and inhibition of α-sma-expression. Additionally, MD-fibroblasts exposed to blue light and TGFβ demonstrated a decreased expression of Mn-SOD compared to CTS-fibroblasts, expressing on average half the amount of Mn-SOD. Moreover, in both test groups fibroblasts treated with blue light + TGFβ reduced Catalase-expression by maximal 2/3. There was an increased expression of TGFβ hLAP in MD. Furthermore, α-sma-expression decreased in presence of SB-431542 (a TGFβ- inhibitor), whereas expression of Mn-SOD seemed to be induced by SB. In conclusion, lowered basic expression of Mn-SOD may be one factor contributing to elevated ROSlevels in MD. The results of the TGFβ-inhibition and radiation suggest that TGFβ may inhibit expression of Mn-SOD. Further increase of ROS-levels in radiated cells may be caused by lowered Catalase-expression. The inhibition of α-sma-expression by H2O2 supports these findings as well as a possible connection between ROS and blue light effects. The findings concerning a pharmacological inhibition of α-sma expression point on the potential to improve the radiation’s effect or add an alternative treatment. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 18.02.2022 | |||||||
| Dateien geändert am: | 18.02.2022 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 23.08.2021 | |||||||
| Datum der Promotion: | 01.02.2022 |
