title: Etablierung eines organotypischen Hautmodells zur Rolle der humanen epidermalen Stammzellen in der Wundheilung in vitro
creator: Scholz, Philipp Andreas
subject: 570
subject: 570 Life sciences
subject: 610
subject: 610 Medical sciences Medicine
description: Die Wundheilung ist eine essentielle Fähigkeit der menschlichen Haut. Reepithelialisierung ist der Teilprozess der Wundheilung, bei dem die Barrierefunktion nach einer Verletzung wieder hergestellt wird. Hierbei spielen infollikuläre Epidermale Stammzellen (IES) eine entscheidende, aber wenig untersuchte Rolle. Pathologische Störungen der Wundheilung beeinträchtigen Millionen Menschen allein in Deutschland. Daher ist ein großer Bedarf für verbesserte Therapiemöglichkeiten vorhanden. Grundlage für die Entwicklung von therapeutischen Strategien ist ein vertieftes Verständnis der Regulationsvorgänge des Reepithelialisierungsprozesses. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, auf Basis gerüstverstärkter organotypischer Kokulturen (scaOTCs) ein verbessertes in vitro-Modell der menschlichen Reepithelialisierung zu etablieren, welches die Analyse der Genexpression und die Darstellung der IES während der Reepithelialisierung erlaubt.  Die physiologische Relevanz des Wundheilungsmodells mit deutlich verlängerter Kultivierbarkeit wurde zunächst anhand der Expression bekannter Wundheilungsmarker untersucht und bestätigt. Imunhistochemisch wurde die transiente und räumlich begrenzte Expression von u. a. Keratin 17 und Vimentin in Übereinstimmung mit der Wundsituation in vivo gezeigt. Die Auswirkungen grundlegender Parameter der Kulturbedingungen wurden untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass eine längere Kultivierungszeit vor Verwundung die Wundheilungsrate senkt, bzw. die Zeitspanne bis zum Einsetzen der Reepithelialisierung erhöht. Dies ist vermutlich durch den mit zunehmender Reife des Epithels sinkenden Aktivierungsgrad bedingt. Daneben wirkt sich die Verfügbarkeit von Signalmolekülen in Form von Serum-Supplementation drastisch auf die Lebensdauer und die Heilungsfähigkeit verwundeter OTCs aus.  IES können aufgrund fehlender Markerproteine nur als label-retaining cells (LRCs) detektiert werden. Die zur Generierung von LRCs durch pulse-chase-Markierung erforderlichen Kultivierungszeiten konnten in dieser Arbeit erstmals in einem derartigen Wundmodell gewährleistet werden. Der Anteil der LRCs stieg während der Reepithelialisierung von etwa 5% auf bis zu 20%, während der Anteil im intakten, wundfernen Epithel über den untersuchten Zeitraum konstant blieb. Dies lässt auf eine selektiv verstärkte Migration von LRCs in den Wundbereich schließen.   Durch globale Genexpressionsanalysen wurde die Genregulation der Epidermis während der Reepithelialisierung untersucht. Hierdurch konnte gezeigt werden, dass bekannte Regulationsmuster der Wundheilung auch im Modell auftreten, obwohl hier die Regulation nur zwischen Keratinozyten und Fibroblasten und unter Ausschluss von Zellen der Blutbahn, bzw. autokrin stattfinden kann. Entzündungsfördernde Regulationswege, vermittelt durch Interleukin-1 und TNF standen im frühen Stadium der Reepithelialisierung im Vordergrund. Diese leiten vermutlich weitere, durch Wachstumsfaktoren vermittelte Signalkaskaden, sowie weitreichende Umbauten des Zytoskeletts ein. Es konnte gezeigt werden, dass diese tiefgreifenden Veränderungen reversibel waren und nach erfolgtem Wundschluss eine Annäherung an den Ausgangszustand erfolgte.  Die Ergebnisse zeigen, dass das etablierte Langzeit-Wundmodell im Gegensatz zu bisherigen in vitro-Modellen die Beobachtung der Reepithelialisierung von der Epithelreaktivierung durch die Verwundung bis zur Wiederherstellung der Homöostase erlaubt. Darüber hinaus eröffnet es die Möglichkeit zur Untersuchung von IES als LRCs, was mit bisherigen Modellen aufgrund der deutlich kürzeren Lebensdauer nicht möglich ist. Die Genexpressionsanalyse bietet wichtige Daten zur auto- und parakrinen Regulation der Keratinozyten.
date: 2016
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/20289/1/Dissertation%20Philipp%20A%20Scholz.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00020289
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-202891
identifier:   Scholz, Philipp Andreas  (2016) Etablierung eines organotypischen Hautmodells zur Rolle der humanen epidermalen Stammzellen in der Wundheilung in vitro.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/20289/
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language: ger