Dokument: Einfluss von rekombinantem, humanem Erythropoetin (rhEPO) und carbamyliertem Erythropoetin (cEPO-Fc) auf Hypoxie- und Reoxygenierungsschäden unter Glukosemangel in neuronalen Zelllinien
| Titel: | Einfluss von rekombinantem, humanem Erythropoetin (rhEPO) und carbamyliertem Erythropoetin (cEPO-Fc) auf Hypoxie- und Reoxygenierungsschäden unter Glukosemangel in neuronalen Zelllinien | |||||||
| Weiterer Titel: | Influence of recombinant human erythropoietin (rhEPO) and carbamylated erythropoietin (cEPO-Fc) on hypoxia and reoxygenation damage under glucose deprivation in neuronal cell lines | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=65750 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240514-161932-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Molski, Constanze Irene [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | PD Dr. med. Florian Simon [Gutachter] PD Dr. med. Dr. rer. nat. Twarock, Sören [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Pathologien der thorakoabdominellen Aorta wie das Aortenaneurysma, welches mit einer Inzidenz von 5,9 pro 100.000 Personen und Jahr auftritt, gehen aufgrund der Rupturgefahr mit einer hohen Mortalität einher. Eine invasive Intervention in Form einer offen chirurgischen oder endovaskulären Versorgung ist häufig unabdingbar. Insbesondere langstreckige Cross-Clampings der Aorta bergen ein beträchtliches Risiko einer Paraparese oder Paraplegie aufgrund von Ischämie- und Reperfusionsschäden des Rückenmarks. Erythropoetin und dem Derivat cEPO-Fc konnten in tierexperimentellen und zellkulturellen Versuchen neuroprotektive Eigenschaften nachgewiesen werden, welche vorwiegend auf einer Apoptoseinhibition beruhen. Ziel der Arbeit war es, ein bestehendes Hypoxie- und Reoxygenierungsmodell neuronaler Zellen zu erweitern und die möglichen zytoprotektiven Eigenschaften der Erythropoetinderivate zu untersuchen. Für die Versuche wurden die Zelllinien Neuro-2A, SH-SY5Y und IMR-32 verwendet, welche einer Hypoxie- und einer Reoxygenierungsphase ausgesetzt wurden. Mithilfe von Viabilitätsassays (MTT- und WST-Assays) und Bestimmung von pro- und antiapoptotischen Proteinen via Westernblots wurden zunächst Auswirkungen unterschiedlicher Sauerstoffkonzentrationen (0,5, 2 und 5 %) untersucht und eine Konzentration von 2 % für die Hypoxiephase der Folgeversuche festgelegt. Zusätzlich erfolgte die Inkubation mit unterschiedlichen Glukosekonzentrationen (high, low und no glucose), um den Substratmangel während einer Ischämie nachzustellen. Aufgrund fehlender Vorteile für das Modell kam es zum Ausschluss der Gruppe no glucose, ein eindeutiger Unterschied zwischen den Gruppen high und low glucose hinsichtlich des apoptotischen Geschehens konnte nicht detektiert werden. In einem zweiten Schritt wurde die Reoxygenierungsphase näher beleuchtet und eine Reoxygenierungszeit von 3 Stunden etabliert. Final erfolgten die Versuche unter Zusatz von rhEPO (20 und 0,2 IU/ml) und cEPO-Fc (20 und 0,2 µg/ml), um die Auswirkungen der Erythropoetinderivate auf die Zellviabilität und das apoptotische Geschehen nach Hypoxie und Reoxygenierung zu untersuchen. Für die Zelllinie Neuro-2A konnte eine erhöhte Viabilität nach Reoxygenierung unter Zusatz beider Erythropoetine nachgewiesen werden sowie eine verminderte Expression der Cleaved Caspase 3 bei Einsatz von rhEPO und einer niedrigen cEPO-Fc-Konzentration nach Hypoxie (high glucose). Auch eine verminderte Smac/DIABLO-Expression nach Hypoxie unter Zusatz von rhEPO in IMR-32 (low glucose) spricht für die antiapoptotische Wirkung von Erythropoetin. Allerdings blieb in Zusammenschau aller Ergebnisse ein konstantes und einheitliches Bild hinsichtlich der Expression pro- und antiapoptotischer Proteine aus, weswegen eine definitive Aussage über die antiapoptotischen Eigenschaften von rhEPO und cEPO-Fc oder Wirkungsunterschiede zwischen den beiden Derivaten nicht eindeutig zu treffen ist. Weiterführende Versuche könnten das Modell um Methoden wie den Einsatz von Caspase 3/9-Aktivitätsassay-Kits oder der Messung von ROS ergänzen, um weitreichendere Informationen über die Wirkung der Erythropoetine zu erlangen.Pathologies of the thoracoabdominal aorta such as the aortic aneurysm, which has an incidence of 5.9 per 100,000 persons and year, are associated with high mortality due to the risk of rupture. Invasive intervention in the form of open surgery or endovascular treatment is often inevitable. In particular, long-segment aortic cross-clamping carries a considerable risk of paraparesis or paraplegia due to ischaemia and reperfusion damage to the spinal cord. In this context, erythropoietin and its derivative cEPO-Fc proved to have neuroprotective properties in animal and cell culture experiments, which are primarily based on the inhibition of apoptosis. The aim of this study was to extend an existing hypoxia and reoxygenation model of neuronal cell cultures and to investigate the possible cytoprotective properties of the erythropoietin derivatives. The cell lines Neuro-2A, SH-SY5Y and IMR-32 were used for the experiments, which were subjected to a hypoxia and a reoxygenation phase. Using viability assays (MTT and WST assays) and determination of pro- and anti-apoptotic proteins via Western blots, the effects of different oxygen concentrations (0.5, 2 and 5 %) were first investigated and a concentration of 2 % was set for the hypoxia phase of the subsequent experiments. In addition, incubation with different glucose concentrations during the hypoxia phase (high, low and no glucose) was performed to mimic the substrate deficiency during ischemia. As a result, the no glucose group was excluded due to a lack of advantages for the model; a clear difference between the high and low glucose groups with regard to apoptotic events could not be detected. In a second step, the reoxygenation phase was examined in more detail and a reoxygenation time of 3 hours was established. Final experiments were performed with the addition of rhEPO (20 and 0.2 IU/ml) and cEPO-Fc (20 and 0.2 µg/ml) to investigate the effects of the erythropoietin derivatives on cell viability and apoptotic events after hypoxia and reoxygenation. For the cell line Neuro-2A, an increased cell viability after reoxygenation was demonstrated with treatment of both derivates as well as a reduced expression of the proapoptotic Cleaved Caspase 3 with the addition of rhEPO and a low cEPO-Fc concentration after hypoxia (high glucose). Furthermore, a reduced Smac/DIABLO expression after hypoxia with the addition of rhEPO in IMR-32 (low glucose) speaks for the anti-apoptotic effect of erythropoietin. However, in the synopsis of all results, a constant and uniform representation of the expression of pro- and anti-apoptotic proteins has not emerged, which is why a definitive statement regarding the anti-apoptotic properties of rhEPO and cEPO-Fc or differences in effect between the two derivatives cannot be made. Further experiments could complement the model with methods such as the use of Caspase 3/9 Activity Assay Kits or the measurement of ROS to obtain more extensive information about the effect of rhEPO and cEPO-Fc. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 14.05.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 14.05.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 24.04.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 14.12.2023 |
