Dokument: Rolle von NADPH-Oxidase in der Myofibroblasten-Differenzierung bei Morbus Dupuytren Patienten unter Nachweis der Extrazellulären- Domäne A-Fibronektin und des α-smooth muscle actin – Proteins
| Titel: | Rolle von NADPH-Oxidase in der Myofibroblasten-Differenzierung bei Morbus Dupuytren Patienten unter Nachweis der Extrazellulären- Domäne A-Fibronektin und des α-smooth muscle actin – Proteins | |||||||
| Weiterer Titel: | Role of NADPH oxidase in myofibroblast differentiation in Dupuytren's disease patients with detection of the extracellular domain A-fibronectin and the α-smooth muscle actin protein | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=71017 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20251030-111733-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Eder, Kathrin Maria Theresa [Autor] | |||||||
| Dateien: |
| |||||||
| Beitragende: | Prof. Dr. Suschek, Christoph [Gutachter] PD Dr. rer. nat. Csaba Mahotka [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Morbus Dupuytren, Myofibroblastenmarker, Antioxidantien, Nac, Glutathion, NOX4, NADPH-Oxidase4, GKT137831, DPI, NOX-Inhibitoren | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Morbus Dupuytren (MD) ist eine fibroproliferative Erkrankung, die insbesondere in nordeuropäischen Ländern verbreitet ist und häufig familiär gehäuft auftritt. Sie führt zu einer Verdickung und Schrumpfung der Palmaraponeurose, was schließlich eine schmerzlose Flexion der Finger verursacht. Diese Erkrankung wird durch differenzierte Fibroblasten verursacht, die eine abnormale Kollagenproduktion fördern. Besonders die Myofibrogenese, also die Entstehung von myofibroblastenähnlichen Zellen, spielt dabei eine zentrale Rolle. Der Prozess wird maßgeblich durch den Wachstumsfaktor TGF-β (Transforming Growth Factor beta) induziert, der die Aktivierung von SMAD-Proteinen und die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) anregt. Diese ROS werden durch die NADPH-Oxidase 4 (NOX-4) produziert, die in diesem Zusammenhang eine bedeutende Rolle spielt. Trotz intensiver Forschung konnte bislang keine kurative Therapie für diese Erkrankung gefunden werden, die häufig einen rezidivierenden und chronischen Verlauf nimmt. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, weitere Einblicke in die Rolle der NADPH-Oxidase 4 (NOX-4) und der reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in der Differenzierung von Fibroblasten der Palmaraponeurose bei Patienten mit Morbus Dupuytren (MD) zu gewinnen. Hierbei wurden primäre Fibroblasten sowohl von MD-Patienten als auch von gesunden Kontrollen untersucht. Die Differenzierung der Fibroblasten wurde durch den Wachstumsfaktor TGF-β induziert, der als ein bedeutender Trigger der Fibroseentwicklung in Morbus-Dupuytren-Patienten bekannt ist. Zur Untersuchung der Rolle von NOX-4 in diesem Prozess wurde der NOX-4-spezifische Inhibitor GKT173831 sowie der flavinproteinspezifische Inhibitor DPI verwendet, um die Aktivität der NOX-4 gezielt zu blockieren. Diese Inhibitoren ermöglichen eine präzise Kontrolle über die NOX-4-Aktivität, um deren Einfluss auf die Fibroblasten-Differenzierung zu verstehen. In Bezug auf die ROS wurde der Effekt von zwei Antioxidantien, Glutathion (GSH) und N-Acetylcystein (NAC), untersucht. Diese Substanzen dienen der neutralisierenden Wirkung der ROS und tragen dazu bei, den Zusammenhang zwischen ROS-Produktion und der Fibroblastendifferenzierung zu analysieren. Die Analyse der Proteinexpression von α-Smooth Muscle Actin (α-SMA) und EDA-Fibronektin (EDA-Fn), die als Marker für die myofibroblastische Differenzierung und die extrazelluläre Matrixbildung dienen, wurde durch Western Blot-Technologie durchgeführt. Die Ergebnisse bestätigten eine signifikante Erhöhung der Expression beider Marker als Folge der TGF-β-induzierten Differenzierung, was auf eine aktive Myofibrogenese und die Entwicklung von fibrotischem Gewebe hinweist. Die Untersuchung der zellulären Mechanismen zeigte, dass die Inhibition der zellulären Flavinproteine durch den Einsatz von Diphenyleniodoniumchlorid (DPI) sowie die spezifische Hemmung der NADPH-Oxidase 4 (NOX-4) durch GKT173831 zu einer signifikanten Reduktion der TGF-β-abhängigen Myofibrogenese führten. Diese Ergebnisse unterstreichen die wichtige Rolle der ROS- Produktion, die über NOX-4 vermittelt wird, bei der Regulation der Fibroblastendifferenzierung und der Entstehung von myofibroblastenähnlichen Zellen. Zusätzlich wurde der Einfluss von Antioxidantien, wie N-Acetylcystein (NAC) und Glutathion (GSH), untersucht, um deren potenzielle Rolle in der Modulation der ROS-Spiegel und der Myofibrogenese zu erfassen. Die antioxidative Intervention führte zwar zu einer starken Reduktion der Fibroblastendifferenzierung, jedoch war aufgrund der begrenzten Fallzahl in den durchgeführten Teilversuchen keine statistische Signifikanz zu erreichen. Dies weist auf die Notwendigkeit einer größeren Stichprobengröße hin, um die Effekte von NAC und GSH in diesem Kontext weiter zu validieren. Ein interessanter Aspekt der Studie war die Untersuchung der Differenzen zwischen den beiden untersuchten Gruppen, den gesunden Kontrollen (CTS) und den MD-Patienten. Es konnte jedoch keine signifikante Differenz im Verhalten der Fibroblasten gegenüber den untersuchten Modulatoren festgestellt werden, was darauf hindeutet, dass die Fibroblastendifferenzierung und ihre Reaktion auf die modulierenden Substanzen in beiden Gruppen ähnlich verlaufen. Diese Ergebnisse liefern wichtige Hinweise auf die universelle Bedeutung der ROS- und NOX-4-vermittelten Signalwege in der Entwicklung von Morbus Dupuytren und anderen fibroproliferativen Erkrankungen.Morbus Dupuytren (MD) is a fibroproliferative disease that is particularly common in Northern European countries and often runs in families. It leads to thickening and shrinking of the palmar aponeurosis, ultimately causing painless flexion of the fingers. This disease is caused by differentiated fibroblasts that promote abnormal collagen production. A key process in MD is myofibrogenesis, which refers to the development of myofibroblast-like cells. This process is primarily induced by the growth factor TGF-β (Transforming Growth Factor beta), which activates SMAD proteins and stimulates the production of reactive oxygen species (ROS). These ROS are produced by NADPH oxidase 4 (NOX-4), which plays a significant role in this context. Despite intensive research, no curative therapy has been found for this disease yet, which often has a recurrent and chronic course. The aim of this study was to gain further insights into the role of NADPH oxidase 4 (NOX-4) and reactive oxygen species (ROS) in the differentiation of fibroblasts from the palmar aponeurosis in patients with Morbus Dupuytren (MD). Primary fibroblasts from both MD patients and healthy controls were studied. The differentiation of fibroblasts was induced by the growth factor TGF-β, which is known as a major trigger of fibrosis development in Morbus Dupuytren patients. To investigate the role of NOX-4 in this process, the NOX-4-specific inhibitor GKT173831 and the flavin protein-specific inhibitor DPI were used to specifically block NOX-4 activity. These inhibitors allow for precise control of NOX-4 activity to better understand its influence on fibroblast differentiation. Regarding ROS, the effects of two antioxidants, glutathione (GSH) and N-acetylcysteine (NAC), were examined. These substances neutralize ROS and help analyze the relationship between ROS production and fibroblast differentiation. The analysis of protein expression of α-Smooth Muscle Actin (α-SMA) and EDA-Fibronectin (EDA-Fn), which serve as markers for myofibroblast differentiation and extracellular matrix formation, was performed using Western blot technology. The results confirmed a significant increase in the expression of both markers as a result of TGF-β-induced differentiation, indicating active myofibrogenesis and the development of fibrotic tissue. The study of cellular mechanisms showed that inhibition of cellular flavin proteins using Diphenyleniodonium chloride (DPI) and specific inhibition of NADPH oxidase 4 (NOX-4) using GKT173831 led to a significant reduction in TGF-β- dependent myofibrogenesis. These results underscore the important role of ROS production mediated by NOX-4 in the regulation of fibroblast differentiation and the formation of myofibroblast-like cells. Additionally, the influence of antioxidants, such as N-acetylcysteine (NAC) and glutathione (GSH), was investigated to assess their potential role in modulating ROS levels and myofibrogenesis. The antioxidant intervention led to a significant reduction in fibroblast differentiation, but due to the limited sample size of the conducted sub-studies, no statistical significance was reached. This highlights the need for a larger sample size to further validate the effects of NAC and GSH in this context. An interesting aspect of the study was the investigation of differences between the two examined groups, the healthy controls (CTS) and MD patients. No significant differences in the behavior of fibroblasts toward the studied modulators were observed, suggesting that fibroblast differentiation and their response to the modulating substances proceed similarly in both groups. These findings provide important insights into the universal significance of ROS- and NOX-4-mediated signaling pathways in the development of Morbus Dupuytren and other fibroproliferative diseases. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute | |||||||
| Dokument erstellt am: | 30.10.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 30.10.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 15.06.2019 | |||||||
| Datum der Promotion: | 14.10.2025 |
