Dokument: Effekte von Cefuroxim, Rifampicin und Clindamycin auf humane mesenchymale Stammzellen in vitro
| Titel: | Effekte von Cefuroxim, Rifampicin und Clindamycin auf humane mesenchymale Stammzellen in vitro | |||||||
| Weiterer Titel: | Effects of Cefuroxim, Rifampicin and Clindamycin of human mesenchymal stem cells | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=66430 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240802-170558-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Czerwinski, Sarah Jasmin [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Hakan Pilge [Gutachter] Prof. Dr. Grandoch, Maria [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Eine der gefürchtetsten Komplikationen in der Endoprothetik ist die periprothetische Infektion.
Daher ist der Einsatz von Antibiotika zur Infektionsprophylaxe von großer Bedeutung. In zahlreichen Studien wurden aber auch negative Effekte auf Osteoblasten und deren Vorläuferzellen benannt. Daher wurde in dieser Arbeit der Einfluss von Cefuroxim, Rifampicin und Clindamycin auf die osteogene Differenzierung untersucht. Dazu wurden humane mesenchymale Stammzellen in vitro über 7, 14 und 21 Tage mit je drei Konzentrationen (Cefuroxim: 5, 50, 100 μg/ml, Rifampicin sowie Clindamycin: 0,5, 5, 50 μg/ml) und die dazugehörigen Kontrollproben osteogen differenziert. Diese Konzentrationen liegen eng um den klinisch verwendeten Bereich. Untersucht wurde die Proliferation mittels Bromdesoxyuridin, die Genexpression durch eine quantitative real- time reverse Transkriptase Polymerase Kettenreaktion, die Mineralisierung mittels Anfärbung der Alkalischen Phosphatase, der Grad der Kalzifizierung durch Alizarin- Rot- Färbung sowie das Migrationspotenzial. An allen Kinetikpunkten führten die höchsten Konzentrationen von Cefuroxim und Rifampicin zu einer, teilweise signifikant, verminderten Proliferation. Dieser Effekt konnte ebenso nach 7- tägiger Inkubation mit 50 μg/ml Cefuroxim detektiert werden. Die Zugabe von Clindamycin führte zu keinen signifikanten Effekten. Eine signifikant geringere Färbung der Alkalischen Phosphatase wiesen Zellen welche mit 50 μg/ml Rifampicin inkubiert wurden auf. Nach Inkubation mit Cefuroxim und Clindamycin konnten Hinweise auf eine Steigerung der Farbintensität unter Einfluss der zwei niedrigsten Konzentrationen, sowie eine Abnahme bei Zugabe der höchsten Konzentrationen festgestellt werden. Die Kalzifizierung fiel nach 21- tägiger Zugabe von Rifampicin signifikant geringer aus, während die Zugabe der anderen Antibiotika keine Auswirkung hatte. Für einige osteogene Marker konnte gezeigt werden, dass unter Zugabe von 5 μg/ml Cefuroxim eine teilweise signifikant gesteigerte, nach Inkubation mit 100 μg/ml eine verminderte Expression stattgefunden hat. Auch nach Zugabe von Clindamycin wurde teilweise ein signifikant negativer Einfluss auf die Expression einiger osteogener Marker herausgearbeitet. Die Inkubation mit Rifampicin ergab keine Hinweise. Diese Ergebnisse unterstützen den in vorangegangenen Studien beschriebenen negativen Einfluss von Antibiotika auf die Knochenheilung. In der vorliegenden Studie konnten Indizien gesammelt werden, dass sich die Antibiotika Cefuroxim, Rifampicin und Clindamycin signifikant negativ auf die frühe Phase der Knochenheilung auswirken können. Ob sich diese in vitro Ergebnisse im klinischen Alltag wiederfinden, muss durch weitere in vivo Experimente und klinisch randomisierte Studien geklärt werden.One of the most feared complications in endoprosthetics is the periprosthetic infection. Therefore, the use of antibiotics for infection prophylaxis is of great importance. In numerous studies, however, negative effects on osteoblasts and their progenitor cells have also been mentioned. Therefore, the influence of cefuroxime, rifampicin and clindamycin on osteogenic differentiation was examined in this work. For this purpose, human mesenchymal stem cells were osteogenically differentiated in vitro over 7, 14 and 21 days with three concentrations each (cefuroxime: 5, 50, 100 μg/ml, rifampicin and clindamycin: 0.5, 5, 50 μg/ml) and associated control samples. These concentrations are close to the clinically used range. Proliferation was examined using bromodeoxyuridine, gene expression using a quantitative real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction, mineralization using alkaline phosphatase staining, the degree of calcification using alizarin red staining, and the migration potential. At all kinetic points, the highest concentrations of cefuroxime and rifampicin resulted in reduced proliferation, in some cases significantly. This effect could also be detected after 7 days of incubation with 50 μg/ml cefuroxime. The addition of clindamycin did not lead to any significant effects. Cells incubated with 50 μg/ml rifampicin showed a significantly lower alkaline phosphatase staining. After incubation with cefuroxime and clindamycin, there was evidence of an increase in color intensity under the influence of the two lowest concentrations, and a decrease under the influence of the highest concentration. Calcification was significantly less after 21 days of adding rifampicin, while adding the other antibiotics had no effect. For some osteogenic markers it could be shown that the addition of 5 μg/ml cefuroxime resulted in an in part significantly increased expression and a reduced expression after incubation with 100 μg/ml. Even after the addition of clindamycin, a significant negative influence on the expression of some osteogenic markers was sometimes worked out. Incubation with rifampicin gave no clues. These results support the negative impact of antibiotics on bone healing described in previous studies. In the present study, evidence was collected that the antibiotics cefuroxime, rifampicin and clindamycin can have a significant negative effect on the early phase of bone healing. Whether these in vitro results are reflected in everyday clinical practice must be clarified by further in vivo experiments and clinical randomized studies. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 02.08.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 02.08.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 27.03.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 23.07.2024 |
