Dokument: Die Rolle von Urokinase-Typ Plasminogen Aktivator und seinem Rezeptor bei der humanen Sehnenregeneration in vitro

Titel:	Die Rolle von Urokinase-Typ Plasminogen Aktivator und seinem Rezeptor bei der humanen Sehnenregeneration in vitro
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=62077
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20230308-072747-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Raff, Stephanie [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,63 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 08.03.2023 / geändert 08.03.2023
Beitragende:	PD Dr Bittersohl, Bernd [Gutachter] PD Dr Flügen, Georg [Gutachter]
Stichwörter:	Urokinase uPA uPAR Sehnenregeneration Tendozyten
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Sehnen- und Bandverletzungen gehören zu den häufigsten Diagnosen einer traumatologischen oder orthopädischen Fachabteilung. Es kann vom jungen, trainierten Leistungssportler bis zum alternden „Schreibtischtäter“ jeden treffen. Jährlich verursachen Sehnenverletzungen einen enormen ökonomischen, aber auch persönlichen Schaden, da sie zu großen Beeinträchtigungen der Beweglichkeit des menschlichen Körpers führen. Dabei haben sich jedoch klinische Unterschiede in den Heilungskapazitäten unterschiedlicher Sehnen und Bänder gezeigt, die in der individuellen Behandlung berücksichtigt werden müssen (1, 2). In den vergangenen 15 Jahren sind deshalb die Regenerationsvorgänge von Sehnen und Bändern und die Möglichkeiten der unterstützenden Therapien in den Fokus wissenschaftlicher Untersuchungen gerückt. Die Serinprotease Urokinase-Typ Plasminogen Aktivator (uPA) und ihr Rezeptor (uPAR) werden, neben ihrer fibrinolytischen Aktivität, in Verbindung mit Mechanismen der Zellproliferation, Migration, Angiogenese und Geweberegeneration gebracht (3 - 9). Die Untersuchung der Expression und Freisetzung von uPA und uPAR aus humanen Tendozyten unterschiedlichen Ursprungs ist Ziel dieser Arbeit. Es wurden 27 Proben humaner Sehnen und Bänder (Bizepssehnen, Hüftkopfband (Ligamentum capitis femoris, LCF), vorderes Kreuzband (VKB), Quadrizepssehne, Achillessehne, Patellarsehne) mit Collagenase verdaut und die Primärzellen eine Woche lang in vitro vermehrt. Nach einer Passage wurden alle Kulturen in gleicher Zelldichte neu ausgesät und über 14 Tage ohne weitere Trypsinierung kultiviert. Zu definierten Zeitpunkten (Tag 1, 4, 7, 11, 14) wurde die Proliferationsrate jeder Kultur durch Zellzählung bestimmt und die Tendozyten sowie das Medium konserviert. Aus den Zellen wurden anschließend mittels qRT-PCR neben der uPA- und uPAR-Expression tendozytencharakteristische Marker (Scleraxis, Tenomodulin, Tenascin C, Collagen 1A1) untersucht. Zur Untersuchung der Freisetzung von uPA und uPAR aus den Zellen wurde ein ELISA auf die konservierten Zellkulturüberständen angewandt. In unseren Experimenten exprimierten und sezernierten alle humanen Tendozyten in vitro uPA und uPAR, mit der jeweils höchsten mRNA-Konzentration zu Beginn der Kultivierung und kontinuierlich ansteigender Freisetzung beider Proteine. Unterteilt nach ihrem anatomischen Ursprung proliferierten Tendozyten aus VKB langsamer und sezernierten die geringste Menge uPAR, zeigten jedoch über die gesamte Kultivierung die höchste Expression beider Proteine und die höchste Freisetzung von uPA. Am schnellsten proliferierten Tendozyten des Ursprungs LCF, welche gegen Ende der Kultivierung die niedrigsten uPA - Mengen sezernierten. Gruppiert nach dem Verlauf der entnommenen Sehnenproben im Gewebe (Bizeps und LCF intrasynovial, VKB und Quadrizeps extrasynovial) ergaben sich geringe Unterschiede der Zellproliferation und der Freisetzung von uPAR. Jedoch zeigte die extrasynoviale Gruppe während der gesamten Kultivierung erhöhte Expressionslevel und eine deutlich gesteigerte uPA-Sekretion. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass in Abhängigkeit des anatomischen Verlaufs der Sehnen Unterschiede in der Proliferation der humanen Tendozyten sowie in der Expression und Freisetzung von uPA und uPAR bestehen. Es zeigt sich ein reziproker Zusammenhang zwischen der uPA-Freisetzung und Zellproliferation, welcher in weiteren Untersuchungen Rückschlüsse auf die Regenerationsfähigkeit verschiedener Sehnen zulassen könnte. Tendon and ligament injuries are among the most frequent diagnoses of a traumatological or orthopaedic department. It can affect anyone from the young, trained competitive athlete to the elderly with sedentary lifestyle. Every year, tendon injuries cause enormous economic, but also personal damage, as they lead to great impairments of the mobility in affected individuals. However, there are clinical differences in the healing capacities of different tendons and ligaments, which must be considered in the treatment individually. Therefore, during the past 15 years, regeneration processes of tendons and ligaments and the possibilities of supportive therapies have been subjects of extended research. The serine protease urokinase type plasminogen activator (uPA) and its receptor (uPAR) are associated with mechanisms of cell proliferation, migration, angiogenesis, and tissue regeneration in addition to their fibrinolytic activity. The study of the expression and release of uPA and uPAR from human tendocytes of different origins is the aim of this work. 27 samples of human tendons and ligaments (biceps tendons, femoral head ligament, anterior cruciate ligament (ACL), quadriceps tendons, Achilles’ tendon, patellar tendon) were digested with collagenase and then cultivated as primary cell culture in vitro for one week. After one passage, all cultures were reseeded in the same cell density and cultivated over 14 days without further trypsination. At defined times (day 1, 4, 7, 11, 14), the proliferation rate of each culture was determined by cell counting and the tendocytes and the medium were preserved. In addition to uPA and uPAR expression, tendocyte-characteristic markers (scleraxis, tenomodulin, tenascin C, collagen 1) were investigated from the cells by means of qRT-PCR. To measure the release of uPA and uPAR from the cells, an ELISA was applied to the preserved cell culture medium. In our experiments, all human tendocytes expressed and secreted uPA and uPAR in vitro, each with the highest mRNA concentration at the beginning of cultivation and continuously increasing release of both proteins. Divided by their anatomical origin, tendocytes from ACL proliferated more slowly and secreted the smallest amount of uPAR but showed the highest expression of both proteins and the highest release of uPA over the entire cultivation. Tendocytes of LCF origin proliferated the fastest and secreted the lowest uPA amounts towards the end of cultivation. Grouped according to the course of the tendon samples taken in the tissue (biceps and LCF intrasynovial, ACL and quadriceps extrasynovial), there were slight differences in cell proliferation and the release of uPAR. However, the extrasynovial group showed increased expression levels and significantly increased uPA secretion throughout cultivation. Our results suggest that depending on the anatomical course of the tendons, there are differences in proliferation of human tendocytes, as well as in expression and release of uPA and uPAR. There is a reciprocal relationship between uPA release and cell proliferation, which might allow conclusions about the regenerative capacity of different tendons in further investigations.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	08.03.2023
Dateien geändert am:	08.03.2023
Promotionsantrag am:	17.10.2022
Datum der Promotion:	23.02.2023