14 Externe wissenschaftliche Einrichtungen

Permanent URI for this collectionhttps://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/15

Browse

Filters

20061

Settings

Institute: search.filters.UBSInstitut.Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB)Subject: search.filters.subject.570

Search Results

Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Entwicklung von humanen organoiden Vollhautäquivalenten für biomedizinische Testsysteme
    (2006) Weimer, Michaela; Brunner, Herwig (Prof. Dr.)
    Die Haut ist das erste Organ das künstlich mit Methoden des Tissue Engineering gezüchtet wurde [8]. Hautstrukturen werden überwiegend mit dem Ziel der Gewinnung und Optimierung von Transplantaten für Schwerbrandverletzte oder für schlecht heilende Wunden entwickelt. In der letzten Zeit hat sich ein weiterer Verwendungszweck als in vitro Testsysteme für solche Hautäquivalente entwickelt. Einen entscheidenden Anteil daran hat die vor kurzem verabschiedete 7. Kosmetikrichtlinie, welche vorschreibt, bis zum Jahr 2009 Tierversuche zur kutanen Resorption durch in vitro Tests zu ersetzen. Weiterhin sollen im Rahmen der REACH Verordnung eine große Zahl von Chemikalien auf schädliche Nebenwirkungen getestet werden. Hier stellen Hautäquivalente eine echte Alternative dar. In der Pharmaforschung und ganz besonders beim Screening potentieller Substanzen mit therapeutischem Nutzen sind hoch entwickelte und standardisierte Testsysteme als möglichst human-nahe Indikatoren für den Wirknachweis gesucht. In der vorliegenden Arbeit wurde ein 3-D Hautmodell, bei dem Keratinozyten luftexponiert auf einer fibroblastenhaltigen Kollagen Typ I-Matrix wachsen und ein der Epidermis ähnliches Epithel mit allen Differenzierungskriterien gut vergleichbar mit Echthaut bilden, als Testsystem etabliert für: I. in vitro Wundheilungsstudien. Durch zelluläre Erweiterung wodurch ein Modell für Untersuchungen im Bereich der II. in vitro Hauttumorbiologie und III. in vitro Angiogenese aufgestellt und letztlich ein IV. in vitro Infektionsmodell für die Untersuchung von Infektionsmechanismen am Beispiel von Candida albicans entwickelt. Als Basis für diese Fragestellungen diente ein 3-D humanes Hautmodell. Für die Etablierung des (I) in vitro Wundheilungmodells wurde das 3-D humane Hautmodell mit einem Erbium-Yag Laser exakt definiert hinsichtlich Geometrie und Energie, verletzt. So konnten in vitro Wunden mit einer einheitlichen und reproduzierbaren Größe hergestellt werden. Mit Zellen aus Biopsien von freiwilligen Spendern wurden Nachweise bzgl. spezifischer Markermoleküle für die Immunhistologie und Real Time PCR etabliert. Die Funktionalität des in vitro Wundheilungsmodells wurde mit unterschiedlichen topisch applizierten Substanzen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Reepithelialisierung überprüft. Zur Etablierung des (II) in vitro Tumormodells wurden zunächst unterschiedliche Melanomzelllinien in das Hautmodell integriert. Nach erfolgreicher Etablierung der Einsaatmethode wurden primäre Melanozyten mit dem induzierbaren Proto-Onkogen (Xmrk) konditional transformiert. Durch den Einsatz dieses Konstruktes, das den extrazellulären Teil des EGF-Rezeptors mit der intrazellulären Domäne von Xmrk funktionell kombiniert, sollte eine reversible, d.h. induzierbare Tumorzelllinie erhalten werden, um diese in das Hautmodell zu integrieren. Weiterhin wurde zur Bestimmung erfolgreich transformierter Melanozyten eine Methode zur Zellzyklusanalyse etabliert. Als weiteres Testsystem wurde (III) ein in vitro Modell zur Gefäßneubildung (Angiogenese) etabliert. Dazu wurde das Tumormodell (II) um mikrovaskuläre Endothelzellen erweitert. Damit wird für die Tumorforschung ein Testsystem zur Verfügung gestellt, an dem potentielle Wirkstoffe bzgl. Anti-Angiogenese identifiziert und validiert werden können. Eine verstärkte Ausbildung kapillarähnlicher Strukturen wurde zunächst durch VEGF-Zusatz verifiziert. Die zusätzliche Integration von Melanomzellen in das um mikrovaskuläre Endothelzellen erweiterte Hautmodell zeigte auch ohne VEGF-Zusatz eindeutig die Bildung kapillarähnlicher Strukturen. Zur Untersuchung der Pathogenitäts- und Virulenzmechanismen von Mikroorganismen wurde ein Testsystem etabliert, mit dem (IV) beispielhaft in vitro die Adhäsion und Invasion unterschiedlicher Candida Mutanten untersucht wurden. Es konnte gezeigt werden, dass im Kontext der Infektionsforschung solche in vitro Testsysteme geeignete Alternativen zu Tierversuchen darstellen können. Das Modellsystem wurde mit Candida albicans, einem asexuellen Ascomyceten der Gattung Candida, infiziert. Das entwickelte Modellsystem zeigte erste Ereignisse einer invasiven Infektion von Candida albicans auf. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass C. albicans unspezifisch innerhalb von 30 Minuten in der Hefeform als auch in der Hyphenform an Gewebe- und Implantatsoberflächen adhäriert. Beim Fortschreiten der Hyphenbildung wurde das Durchdringen des Epithels und der Matrix des Modellsystems binnen 48 h beobachtet. Des Weiteren sind individuelle und synergistische Wirkungen von EFG1 und CPH1, zweier Transkriptionsfaktoren von C. albicans, auf ihre Invasions- und Adhäsionseigenschaften in humane Epithelien untersucht worden. Mit organotypischen Kulturen ist es möglich, eindeutig die verschiedenen Invasionsvorgänge unterschiedlicher Candida albicans Stämme zu verfolgen.