Dokument: Die Effekte der 420 nm Blaulicht-Bestrahlung auf die Proliferation und Vitalität humaner dermaler Fibroblasten
| Titel: | Die Effekte der 420 nm Blaulicht-Bestrahlung auf die Proliferation und Vitalität humaner dermaler Fibroblasten | |||||||
| Weiterer Titel: | The effects of 420 nm blue-light irradiation on proliferation and vitality of human dermal fibroblasts | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=63800 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20231002-095408-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Jansen, Peter Chistopher [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. rer. nat. Suschek, Christoph Viktor [Gutachter] PD Dr. rer. nat. Mahotka, Csaba [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Blaulicht, Fibroblasten, Wellenlänge, Reaktive Sauerstoffspezies, Oxidativer Stress, Proliferation, Zellviabilität, Fluoreszenzmikroskopie | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Blaulicht zählt zum Spektrum des sichtbaren Lichtes. Wie bereits in zahlreichen Vorversuchen gezeigt werden konnte, besitzt es vielfältige Effekte auf humane Zellen. Durch das Licht werden bestimmte Photoakzeptoren in den Zellen aktiviert und dadurch ein intrazellulärer Signalweg ausgelöst. Die Wirkung ist dabei abhängig von der Wellenlänge und Dosis der applizierten Lichtquelle sowie von der Art der behandelten Körperzelle. Kurzzeitigen Bestrahlungen mit geringen Intensitäten wird ein proliferationsfördernder Effekt zugeschrieben, wohingegen sich höhere Intensitäten und längere Bestrahlungszeiten eher proliferationshemmend und toxisch auswirken. Somit bietet die Blaulichtbestrahlung bereits in vielen medizinischen Bereichen eine Therapiealternative. Im Rahmen dieser Arbeit habe ich mich mit dem Einfluss von LED-Blaulichtbestrahlung der Wellenlänge 420 nm auf humane dermale Fibroblasten beschäftigt. Dabei wurden insbesondere die Wirkung verschiedener Strahlenintensitäten auf die Viabilität der Fibroblasten, die Reaktion der Zellen auf oxidativen Stress durch Hinzugabe von Wasserstoffperoxid sowie der Einfluss der begleitenden Temperaturentwicklung während einer Bestrahlung untersucht. Des Weiteren wurde die Zellkernmorphologie mittels Fluoreszenzmikroskopie im Hinblick auf weitere Erkenntnisse bezüglich der Form des Zelltodes untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zellviabilität humaner dermaler Fibroblasten mit steigender Strahlenintensität sinkt. Somit bestätigen sie die bereits erwähnte Dosisabhängigkeit. Hierbei bestehen zudem Unterschiede zwischen der Bestrahlung proliferierender und ruhender Fibroblasten. Die Viabilität proliferierender Fibroblasten sinkt nach Niedrigdosisbestrahlung (8,5 J/cm2) an Tag 1 um 18,5 % und erreicht nach Hochdosisbestrahlung (102 J/cm2) einen Abfall um 100 %. Der Viabilitätsabfall der ruhenden Fibroblasten ist mit 9,6 % bei 8,5 J/cm2 und 96,4 % bei 102 J/cm2 geringer. Jedoch ergibt sich aus der einmaligen Bestrahlung mit blauem Licht kein langfristiger proliferationshemmender Effekt. Die Untersuchungen zeigen einen erneuten Anstieg der Zellviabilität an späteren Messzeitpunkten nach einmaliger Bestrahlung. Des Weiteren konnte ich zeigen, dass der Abbau von exogen zugeführtem Wasserstoffperoxid mit zunehmender Strahlenintensität abnimmt. So reduziert sich der Abbau von exogen zugeführtem H2O2 nach einer Bestrahlung mit 17 J/cm2 um etwa 30 % im Vergleich zur unbestrahlten Kontrolle. Durch die gezeigten Ergebnisse lässt sich die Blaulichtbestrahlung als mögliche sinnvolle Therapieoption bei der Behandlung von fibrotischen Erkrankungen wie hypertrophen Narben oder Keloidbildung heranziehen.Blue light belongs to the spectrum of the visible light. A lot of research studies underline the various effects of blue light on human cells. Blue light affects certain photoacceptors in the skin and induces an intracellular signaling pathway. The effect depends on the applied wavelength and dose of the irradiation as well as the affected cell type. Recent studies show a boost in proliferation of certain cells after short term irradiation with lower intensity whereas long term irradiation with higher intensity shows an inhibition of proliferation or toxic effects. In total, one can say that blue light irradiation indicates a useful option in different medical fields. In the course of this dissertation, I examined the effect of 420 nm LED-blue light irradiation on human dermal fibroblasts. I especially focused on the change in effect of varying radiation intensities on cell viability, the response to oxidative stress through adding hydrogen peroxide and the role of temperature development during irradiation. In addition, I examined the changes in nucleus morphology after blue light irradiation regarding the possible type of cell death occurring. The results show a decreasing viability of the fibroblasts with higher radiation intensities which underlines the findings of recent studies. There is a difference regarding the irradiation of proliferating and resting fibroblasts. Cell viability of proliferating fibroblasts decreases after low-dose irradiation (8.5 J/cm2) measured on day 1 after irradiation by 18.5 % and reaches a reduction of 100 % after high-dose irradiation (102 J/cm2). The decrease in viability of resting fibroblasts is minor (9.6 % after 8.5 J/cm2 and 96.4 % after 102 J/cm2 irradiation). Furthermore, single blue light irradiation does not lead to a permanent inhibition of fibroblast proliferation. The results show an increase in cell viability at later measuring points after singular irradiation. The depletion of exogenous added hydrogen peroxide decreases when looking at increasing radiation intensities. After 17J/cm2 irradiation, the reduction of hydrogen peroxide decreases by around 30% compared to the unirradiated control. To support the establishment of blue light irradiation in clinical routine, more basic research is required. Anyway, the results mentioned indicate that blue light irradiation could be an option in treating hypertrophic scars or keloids. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 02.10.2023 | |||||||
| Dateien geändert am: | 02.10.2023 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 12.03.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 21.09.2023 |
