@phdthesis{Jessberger2016,
  author    = {Jeßberger, Steffen},
  title     = {Zellul{\"a}re pharmakodynamische Effekte eines standardisierten Kiefernrindenextraktes (Pycnogenol) bei Patienten mit schwerer Osteoarthritis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-132634},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {In klinischen Studien wurden bereits positive Effekte des standardisierten Kiefernrindenextrakts Pycnogenol® auf die Symptome von Patienten mit milden Formen von Kniegelenks-Osteoarthritis ermittelt; haupts{\"a}chlich ausgedr{\"u}ckt durch Senkung des WOMAC-Scores. Der hinter dieser Symptomverbesserung zu Grunde liegende Mechanismus wurde jedoch noch nicht untersucht. Deshalb sollten in der vorliegenden Arbeit erstmalig die zellul{\"a}ren pharmakodynamischen Effekte des Nahrungserg{\"a}nzungsmittels, in Hinblick auf wichtige Marker der Knorpelhom{\"o}ostase, untersucht werden. Hierf{\"u}r wurden 30 Patienten mit schweren Gonarthrose-Formen und Indikation zum Kniegelenksersatz in eine randomisiert-kontrollierte Studie eingeschlossen. Die genaue Ursache der Erkrankung Osteoarthritis ist bis heute nicht gekl{\"a}rt, jedoch gilt ein Ungleichgewicht von Knorpelaufbau und -abbau in den betroffenen Gelenken als einer der zentralen Parameter der Pathogenese. Diese Imbalance resultiert in einem sukzessiven Knorpelverlust, der mit einem Entz{\"u}ndungsgeschehen im ganzen Gelenk, also auch unter Beteiligung von Synovium und subchondralen Knochen, einhergeht. Eine wichtige Rolle spielen hierbei die matrix-abbauenden Enzyme MMPs und ADAMTS sowie proinflammatorische Mediatoren, z.B. das IL-1β. Nach dreiw{\"o}chiger Einnahme von 200 mg Pycnogenol® am Tag, konnten wir, im Vergleich zur unbehandelten Kontrollgruppe, eine Senkung der relativen Genexpression von MMP-1, MMP-3 und MMP-13 im Knorpelgewebe feststellen. Bei MMP-3 und MMP 13 war diese Reduktion signifikant. Ebenso wurde die relative Expression von IL-1β statistisch signifikant gesenkt. Im Rahmen der Untersuchung der Entwicklung von Markerkonzentrationen im Serum im Verlauf der Studie wurde eine signifikante Senkung der ADAMTS-5-Konzentrationen bei behandelten Patienten, im Vergleich zur Kontrollgruppe, offenbar. Weiterhin wurden die MMP-13-Konzentrationen im Serum positiv durch Einnahme des Rindenextraktes beeinflusst. In der K{\"o}rperfl{\"u}ssigkeit, die dem Erkrankungsgeschehen am n{\"a}hesten kommt, der Synovialfl{\"u}ssigkeit, konnten ebenso hemmende Effekte auf knorpelabbauende Enzyme nach Einnahme von Pycnogenol® beobachtet werden. Hierbei sah man niedrigere Konzentrationen der Marker MMP-1 und MMP-13 sowie der Abbaumarker von Typ-II-Collagen und von Aggrecan in den Gelenkfl{\"u}ssigkeiten der Verum- im Vergleich zu denen der Kontrollgruppe. Im Rahmen von ex-vivo-Versuchen zeigten sich mit beiden Spezimen keine Unterschiede zwischen den beiden Studiengruppen. Die beobachteten Tendenzen konnten durch Korrelationsanalysen untermauert werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern den ersten Ansatz zum Verst{\"a}ndnis der zellul{\"a}ren Mechanismen, die f{\"u}r die positiven Einfl{\"u}sse des standardisierten Kiefernrindenextraktes auf die Symptomatik der Gonarthrose verantwortlich sind. Weitere Studien mit einer gr{\"o}ßeren Studienpopulation und einer Anwendung von Pycnogenol® {\"u}ber einen l{\"a}ngeren Zeitraum sind n{\"o}tig, um diese zellul{\"a}ren Geschehnisse zu best{\"a}tigen und n{\"a}her zu untersuchen. Auf Grund des g{\"u}nstigen Nebenwirkungsprofils von Pycnogenol® ist eine Langzeittherapie zur Verz{\"o}gerung eines erstmaligen Kniegelenksersatzes durchaus denkbar. Dies h{\"a}tte den Vorteil, dass das betroffene Gelenk weniger oft ausgetauscht werden m{\"u}sste, was wegen der begrenzten Haltbarkeit in etwa alle 10 Jahre geschieht. Aus epidemiologischen Studien ist schon seit L{\"a}ngerem bekannt, dass eine hohe t{\"a}gliche Aufnahme von Polyphenolen {\"u}ber die Nahrung zu geringeren Inzidenzraten neurologischer Erkrankungen, wie z.B. Morbus Parkinson oder Morbus Alzheimer, f{\"u}hrt. Auch Pycnogenol® hat in-vivo schon positive Effekte auf diverse neurologische Erkrankungsgeschehen gezeigt. Um zu verstehen, welcher Inhaltsstoff bzw. welche Inhaltsstoffe und/oder Metabolite die Blut-Hirn-Schranke passieren und f{\"u}r diese Wirkungen verantwortlich sein k{\"o}nnten, wurde in der vorliegenden Arbeit mit Hilfe eines cEND-in-vitro-Modells die Blut-Hirn-Schrankeng{\"a}ngigkeit ausgew{\"a}hlter Bestandteile des Extraktes und des Metaboliten M1 untersucht. Dabei zeigte keine der untersuchten Substanzen unter den gew{\"a}hlten Versuchsbedingungen einen quantifizierbaren {\"U}bertritt durch den Zellkultur-Monolayer. Auf Grund unserer Versuche ist jedoch eine Aufnahme des M1 und von (+)-Catechin in die Endothelzellen durchaus denkbar. Diese Aufnahme scheint f{\"u}r den M1, in erleichterter Form, durch den GLUT-1-Transporter zu verlaufen. Die positiven Effekte des Nahrungserg{\"a}nzungsmittels auf neurologische Erkrankungen scheinen nicht durch direkte Einwirkungen im Gehirn selbst verursacht zu werden. Eine stabilisierende Wirkung auf die BHS, die eine wichtige Barriere zum Schutz des Gehirns vor {\"a}ußeren Einfl{\"u}ssen ist, scheint daf{\"u}r eine plausiblere Erkl{\"a}rung zu sein. Weiterf{\"u}hrende in-vivo-Tierversuche k{\"o}nnen dar{\"u}ber Aufschluss geben. Zusammenfassend konnte mit der vorliegenden Arbeit ein Beitrag zur Aufkl{\"a}rung der zellul{\"a}ren Effekte des standardisierten Kiefernrindenextraktes bei schwerer Kniegelenks-Osteoarthritis geleistet werden. Zus{\"a}tzlich konnten wir, mit Hilfe eines rationalen Ansatzes zur Ermittlung der Blut-Hirn-Schrankeng{\"a}ngigkeit ausgew{\"a}hlter Inhaltsstoffe von Pycnogenol®, das Verst{\"a}ndnis f{\"u}r die positiven Wirkungen von Pycnogenol® im Rahmen neurologischer Erkrankungen erweitern.},
  subject      = {Pycnogenol},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Heintel2006,
  author    = {Heintel, Timo Michael},
  title     = {Einfluss von Stickstoffmonoxid auf die Genexpression humaner artikul{\"a}rer Chondrozyten w{\"a}hrend Expansion und Redifferenzierung in einem in-vitro-Modell},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20456},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Bei der Kultivierung humaner artikul{\"a}rer Chondrozyten f{\"u}r eine m{\"o}gliche therapeutische Anwendung gilt es, deren besondere zellphysiologische Eigenschaften zu ber{\"u}cksichtigen, um ein zell- und molekularbiologisch hochwertiges Transplantat erzielen zu k{\"o}nnen. Stickstoffmonoxid (NO) gilt als ein wichtiger Faktor f{\"u}r die Hom{\"o}ostase der chondrogenen Extrazellul{\"a}rmatrix, der f{\"u}r die Funktion des hyalinen Gelenkknorpels entscheidenden Gewebekomponente. Es stellt bisherigen Untersuchungen nach einen wichtigen Regulator im sensiblen Gleichgewicht zwischen der Synthese knorpelspezifischer Matrixproteine und dem Matrixabbau dar. Trotz dieser Bedeutung ist das Wissen {\"u}ber die Expression der NO-generierenden Enzyme in humanen artikul{\"a}ren Chondrozyten, insbesondere unter Kulturbedingungen, sehr begrenzt. Des Weiteren fehlen Erkenntnisse {\"u}ber den Einfluss von NO auf den Differenzierungsstatus dieser Zellen. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher die Charakterisierung der Genexpression adulter Gelenkknorpelzellen w{\"a}hrend deren Expansion und anschließender Redifferenzierung in einem in vitro-Modell. Das Hauptaugenmerk wurde hierbei auf die 3 NOS-Isoformen sowie die beiden Matrixproteine Kollagen Typ II und Aggrecan gelegt. In Zusatzversuchen wurde die Bedeutung von NO f{\"u}r den Metabolismus sowie f{\"u}r Differenzierungsvorg{\"a}nge humaner artikul{\"a}rer Chondrozyten untersucht. Hierbei sollten funktionelle Zusammenh{\"a}nge aufgezeigt und regulative Abh{\"a}ngigkeiten auf der Ebene der Transkription identifiziert werden. Humane artikul{\"a}re Chondrozyten wurden hierf{\"u}r unter standardisierten Bedingungen enzymatisch aus Knorpelgewebe von Femurk{\"o}pfen isoliert. Nach Expansion der Zellen in zweidimensionaler Monolayerkultur wurden die amplifizierten Zellen in Form dreidimensionaler Zellaggregate in einem chondrogenen Differenzierungsmedium rekultiviert. Ver{\"a}nderungen des zellul{\"a}ren Ph{\"a}notyps wurden morphologisch, histochemisch, immunhistochemisch und mittels RT-PCR auf Genexpressionsebene verfolgt. Im Verlauf der Expansion konnte eine funktionelle und morphologische Dedifferenzierung der Chondrozyten dokumentiert werden. Durch 21t{\"a}gige Rekultivierung in einem definierten chondrogenen Differenzierungsmedium konnten die Zellen ihre, zuvor verloren gegangenen knorpelspezifischen Eigenschaften wieder ausbilden (Redifferenzierung). Die Analyse der Genexpression der NOS-Isoformen humaner artikul{\"a}rer Chondrozyten auf RNA-Ebene ergab neben der, in der Literatur bereits beschriebenen induzierbaren NOS die Expression zweier weiterer Isoformen, der neuronalen und der endothelialen NOS. In weiteren Versuchen wurde der Effekt verschiedener Mediatoren auf die Genexpression der Gelenkknorpelzellen beobachtet. So wurden Zellaggregate w{\"a}hrend verschiedener Phasen der Redifferenzierung mit rhIL-1 beta bzw. rhTNF alpha stimuliert. Die Chondrozyten reagierten darauf mit einer starker Induktion der induzierbaren NOS sowie mit einem konsekutiven Anstieg der NO-Freisetzung. Die eNOS-Expression wurde negativ reguliert. Auf die Konzentration der nNOS-Transkripte hatten beide Zytokine keinen messbaren Einfluss. Zudem konnte auf diesen Reiz hin eine drastische Reduktion der Kollagen Typ II und Aggrecan-Expression festgestellt werden. In Zusatzversuchen, bei denen u.a. ein NO-Donor und ein NOS-Inhibitor zum Einsatz kamen wurde dieser Effekt genauer erforscht. Aus den gewonnenen Ergebnissen kann geschlossen werden, dass der Effekt von IL-1 beta und TNF alpha auf die Synthese der beiden wichtigen Matrixproteine Kollagen Typ II und Aggrecan zumindest teilweise {\"u}ber NO vermittelt wird. In mehren Versuchsreihen gelang es des Weiteren die besondere Bedeutung von NO f{\"u}r die Zelldifferenzierung zu belegen. Die Modifikation des verwendeten chondrogenen Differenzierungsmediums durch Zusatz des NOS-Inhibitors NG-Amino-L-Arginin (L-NAA) f{\"u}hrte zu einer deutlich fr{\"u}heren bzw. st{\"a}rkeren Expression der beiden chondrogenen Markergene Kollagen Typ II und Aggrecan.},
  language  = {de}
}