Dokument: Einfluss von proinflammatorischen Zytokinen auf das osteogene Differenzierungspotenzial von humanen adipogenen Stromazellen (ASCs)
| Titel: | Einfluss von proinflammatorischen Zytokinen auf das osteogene Differenzierungspotenzial von humanen adipogenen Stromazellen (ASCs) | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=70284 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20250728-112052-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Kula, Neslihan [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Suschek, Christoph V. [Gutachter] PD Dr. Mahotka, Csaba [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | ASC, proinflammatorische Zytokine | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Die Osteoporose ist eine systemische Erkrankung, welche das Knochensystem betrifft.
Eine multifaktorielle Pathogenese führt zur Störung der feinregulierten Balance zwischen Knochenresorption und Knochenaufbau. Hierbei spielen vor allem bei Menschen fortge- schrittenen Alters entzündungsinduzierende (proinflammatorische) Zytokine eine ent- scheidende Rolle. Das Ziel dieser Arbeit war es, in einem in vitro Modell mit multipoten- ten Stromazellen des Fettgewebes (ASCs) die Rolle der proinflammatorischen Zytokine auf die Osteogenesekapazität der genannten Zellkulturen zu evaluieren. Hierzu wurden Zellen verschiedener Spender zu Zell-Pools zusammengeführt und kulti- viert. Die osteogene Differenzierung unter IL-1β-, IL-6-, IL-8-, TNFα- und IFN-γ- Exposition wurde nach 21 Tagen mittels Alizarin-Rot-Färbung visualisiert. Quantifiziert wurde die Differenzierung mittels Messung der OD600 im Photometer. Des Weiteren wurden BrdU-Zell-Proliferationsassays und CellTiter-Blue Assays zur Charakterisierung der relativen Zellviabilität durchgeführt. Schließlich wurde mittels Western Blot unter IL- 1β- , TNFα- und IFNγ-Exposition nach 21 Tagen die Expression von Schlüsselproteinen der Osteogenese dargestellt. Besonders unter IL-1β- und TNFα-Exposition zeigte die Alizarin-Rot-Färbung eine sta- tistisch signifikant verstärkte osteogene Differenzierung im Vergleich zur Kontrolle. Da- gegen ließ sich unter IFNγ-Exposition eine verminderte Differenzierung feststellen. Unter Zytokinexposition bestand ein Anstieg der relativen Zellzahl, was sich jedoch im Ver- gleich zum enormen Anstieg der osteogenen Differenzierung als nicht relevant erwies. Im Western Blot zeigte sich keine statistisch signifikante Erhöhung der Expression der Alkalischen Phosphatase, BMP-2, Osteocalcin, Osteopontin und Runx2. Interessanterweise ergab sich, dass die osteogene Differenzierung der ASCs durch pro- inflammatorische Zytokine verstärkt wurde. Die gewonnenen Erkenntnisse liefern einen weiteren Beitrag zum Verständnis der Pathogenese der Osteoporose. In der medika- mentösen Therapie wird diese Erkenntnis jedoch eine untergeordnete Rolle spielen, weil man an Osteoporose erkrankten Menschen nicht vermehrt proinflammatorischen Zyto- kinen aussetzen kann. Entzündungsreaktionen bedürfen einer sorgfältigen Kontrolle, da sie in einer Gewebeschädigung oder einer systemischen Manifestation (Systemic in- flammatory response syndrome, SIRS) resultieren können. Die gewonnenen Erkennt- nisse lassen sich jedoch auf die regenerative Medizin oder das Tissue Engineering an- wenden, etwa für die Entwicklung aufbauender Knochenpräparate oder osteokondukti- ver Stützstrukturen.Osteoporosis is a systemic disease that affects the skeletal system, stemming from a multifactorial pathogenesis that disrupts the finely regulated balance between bone re- sorption and bone formation. In individuals of advanced age, inflammation-inducing (pro- inflammatory) cytokines play a particularly crucial role in this process. The aim of this study was to evaluate the impact of proinflammatory cytokines on the osteogenic potential of adipose-derived multipotent stromal cells (ASCs) in an in vitro mode. Cells from various donors were pooled and cultures for this purpose. Osteogenic differentiation under exposure to IL-1β, IL-6, IL-8, TNFα, and IFNγ was visualized after 21 days using Alizarin Red staining. Differentiation was quantified by measuring OD600 with a photometer. Additionally, BrdU cell proliferation assays and CellTiter Blue assays were conducted to assess relative cell viability. Finally, Western blot analysis was per- formed after 21 days under IL-1β, TNFα, and IFNγ exposure to examine the expression of key osteogenic proteins. Notably, Alizarin Red staining revealed a statistically significant enhancement in osteo- genic differentiation under IL-1β and TNFα exposure compared to the control. In con- tract, differentiation was reduced under IFNγ exposure. Cytokine exposure also led to an increase in the relative cell count, although this increase was not as significant as the marked rise in osteogenic differentiation. Western blot analysis showed no statistically significant increase in the expression of Alkaline Phosphatase, BMP-2, Osteocalcin, Os- teopontin, and Runx2. Interestingly, it turned out that the osteogenic differentiation of ASCs was enhanced by proinflammatory cytokines. The insights gained contribute to a better understanding of osteoporosis pathogenesis. However, this discovery will likely have limited impact on osteoporosis pharmacotherapy, as exposing patients to increased proinflammatory cy- tokines would be impractical. Inflammatory responses require careful regulation, as they can lead to tissue damage or systemic manifestations, such as systemic inflammatory response syndrome (SIRS). Nonetheless, these findings have potential applications in regenerative medicine and tissue engineering, such as developing bone-constructive therapies or osteoconductive support structures. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 28.07.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 28.07.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 13.03.2025 | |||||||
| Datum der Promotion: | 17.07.2025 |
