Dokument: Reduktion der TGF-β-induzierten Differenzierung von Fibroblasten zu Myofibroblasten durch therapeutische Verwendung von Kohlenstoffdioxid
| Titel: | Reduktion der TGF-β-induzierten Differenzierung von Fibroblasten zu Myofibroblasten durch therapeutische Verwendung von Kohlenstoffdioxid | |||||||
| Weiterer Titel: | Reduction of TGF-β-induced differentiation of fibroblasts into myofibroblasts through therapeutic use of carbon dioxide | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=68996 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20250317-104415-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Christophers, Till [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. rer. nat. Suschek, Christoph V. [Gutachter] Prof. Dr. med. Heiss, Christian [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Myofibrogenese; Myofibroblast, Fibroblast, Differenzierung; TGF-β; α-SMA; CO2; Kohlenstoffdioxid | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Wundheilungsstörungen sind häufige Komplikationen im klinischen Alltag. Seit langer Zeit ist bereits bekannt, dass die Anwendung von Kohlenstoffdioxid (CO2) einen positiven Effekt auf die Wundheilung haben kann. So werden z.B. CO2-Bäder zur Behandlung von chronischen Wunden angewendet. Hypertrophe Narben und Keloide sind Wundheilungsstörungen, die eine erhebliche Herausforderung in der Therapie und der Rezidivprophylaxe darstellen. Pathophysiologisch haben diese Erkrankungen einen Überschuss an Myofibroblasten im erkrankten Gewebe gemein. Auch Fibromatosen und andere fibrosierende Erkrankungen zeigen dieses Charakteristikum auf.
Es konnte bereits gezeigt werden, dass die Behandlung von Fibroblasten in vitro mit CO2 einen signifikanten Effekt auf die Myofibrogenese hat. In dieser Arbeit soll dieser Effekt mit verschiedenen Konzentrationen und Behandlungszeiten näher untersucht werden. Zudem soll die Frage geklärt werden, auf welcher Ebene das CO2 in die hochkomplexen Abläufe der Fibroblastendifferenzierung eingreift. Es wurden humane Fibroblasten aus Hautresektaten elektiver Reduktionsmamma- oder Abdominalplastiken gesunder Männer und Frauen im Alter von 17 bis 70 Jahren verwendet. Diese wurden in Kultur gebracht, mit transforming growth factor beta 1 (TGF-β1) zur Differenzierung angeregt und mit einem mit CO2 versetztem Nährmedium behandelt. Es wurden unterschiedliche Behandlungszeiten und CO2-Konzentrationen gewählt und die beobachteten Effekte mit mitgeführten unbehandelten Kontrollen verglichen. Als wichtigster Differenzierungsmarker wurde das Protein alpha-smooth muscle actin (α-SMA) mittels Western Blot quantifiziert. Dieser und andere Differenzierungsmarker wurden ebenfalls auf der Genebene mittels quantitativer Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (qRT-PCR) nachgewiesen. Zudem wurde die Auswirkung auf die Anzahl, Viabilität und die Glykolyseaktivität der Zellen untersucht. Es konnte eine zeit- und konzentrationsabhängige signifikante Hemmung der TGF-β1-induzierten Differenzierung der Fibroblasten beobachtet werden. Die Behandlungsdauer hatte hierbei den größeren Einfluss auf diesen Effekt. Außer α-SMA konnte kein weiterer Differenzierungsmarker identifiziert werden, der durch die CO2-Behandlung beeinflusst wird. Ebenso konnte kein signifikanter Effekt der Behandlung auf die Zellzahl und die Glykolyseaktivität der Fibroblasten beobachtet wer-den. Die Untersuchung der Zellviabilität ergab kontroverse Ergebnisse, mit kurz- und langfristiger Hemmung bei kurzer Behandlungsdauer und kurzfristiger Hemmung, dann aber langfristiger Steigerung der Viabilität bei langer Behandlungsdauer. Zusammenfassend konnte in diesen in vitro Untersuchungen gezeigt werden, dass auch eine kurzfristige Behandlung mit CO2 eine effektive Möglichkeit bietet, die Differenzierung von Fibroblasten zu Myofibroblasten signifikant zu inhibieren. Dies bietet womöglich neue An-satzpunkte für weiterführende in vivo Untersuchungen zur Therapie von fibrosierenden Erkrankungen.Wound healing disorders are frequent complications in everyday clinical practice. It has long been known that the application of carbon dioxide (CO2) can have a positive effect on wound healing. For example, CO2 baths are used to treat chronic wounds. Hypertrophic scars and keloids are wound healing disorders that pose a considerable challenge in terms of treatment and recurrence prevention. Pathophysiologically, these diseases have an excess of myofibroblasts in the diseased tissue in common. Fibromatoses and other fibrosing diseases also exhibit this characteristic. It has already been shown that the treatment of fibroblasts in vitro with CO2 has a significant effect on myofibrogenesis. In this study, this effect is investigated in more detail with different concentrations and treatment times. In addition, the question on which level CO2 intervenes in the highly complex processes of fibroblast differentiation will be examined. We used human fibroblasts from skin resectates of elective reduction mammoplasties or abdominoplasties of healthy men and women aged 17 to 70 years. These were cultured, stimulated to differentiate with transforming growth factor beta 1 (TGF-β1) and treated with a CO2 saturated culture medium. Different treatment times and CO2 concen-trations were chosen, and the observed effects were compared with untreated controls. The protein alpha-smooth muscle actin (α-SMA) was quantified by Western blot as the most important differentiation marker. The protein α-SMA and other differentiation markers were also detected at gene level using quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). In addition, the effect on the number, viability and glycolytic activity of the cells was investigated. A time- and concentration-dependent significant inhibition of TGF-β1-induced differentiation of fibroblasts was observed. The duration of treatment had the greater influence on this effect. Apart from α-SMA, no other differentiation marker could be identified that was influenced by CO2 treatment. Likewise, no significant effect of the treatment on the cell number and glycolysis activity of the fibroblasts could be observed. The investigation of cell viability showed controversial results, with short- and long-term inhibition at short treatment duration and short-term inhibition, but then long-term increase in viability at long treatment duration. In summary, these in vitro studies have shown that even short-term treatment with CO2 offers an effective way of significantly inhibiting the differentiation of fibroblasts into myofibroblasts. This may offer new approaches for further in vivo studies on the therapy of fibrosing diseases. | |||||||
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| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 17.03.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 17.03.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 05.09.2024 | |||||||
| Datum der Promotion: | 06.03.2025 |
