@phdthesis{Melms2019,
  author    = {Melms, Hannah},
  title     = {Charakterisierung und Analyse mesenchymaler Stammzellen dentalen Ursprungs mit Fokus auf die dentalen Aspekte der Hypophosphatasie - Etablierung eines in vitro Modells -},
  doi       = {10.25972/OPUS-18984},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-189844},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Im seltenen Krankheitsbild der Hypophosphatasie (HPP) treten aufgrund der Fehlfunktion der Gewebe-unspezifischen Alkalischen Phosphatase (tissue-nonspecific alkaline phosphatase, TNAP) skelettale und dentale Symptome in sehr variabler Auspr{\"a}gung auf. Der vorzeitige Verlust von Milchz{\"a}hnen ist das zahnmedizinische Leitsymptom und in vielen F{\"a}llen ein erstes Anzeichen dieser Erkrankung. In dieser Arbeit wurde ein in vitro Modell der HPP etabliert und der Fokus auf die dentalen Aspekte dieser Erkrankung gelegt. Hierzu wurden mesenchymale Stammzellen (MSCs) aus Bereichen analysiert, die bei einer Erkrankung von dieser Mineralisierungsst{\"o}rung betroffen sind. Es wurden dentale Stammzellen aus der Pulpa (dental pulp stem cells, DPSCs) und dem parodontalen Ligament (periodontal ligament stem cells, PDLSCs) isoliert und im Vergleich zu Stammzellen aus dem Knochenmark (bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs) charakterisiert. Um den Einfluss der Spendervariabilit{\"a}t zu reduzieren, wurden aus dem gesamten dentalen Probenmaterial nur vollst{\"a}ndige Probenpaare aus DPSCs und PDLSCs von 5 Spendern f{\"u}r die vergleichenden Analysen verwendet. Die dentalen MSCs konnten somit paarweise direkt miteinander verglichen werden. DPSCs gelten seit ihrer Entdeckung von Gronthos et al. im Jahr 2000 als geeignete Quelle f{\"u}r die Stammzellgewinnung mit vielversprechenden Anwendungsm{\"o}glichkeiten im Bereich des Tissue Engineering und der regenerativen muskuloskelettalen Medizin. PDLSCs sind aufgrund der parodontalen Problematik der HPP von besonderem Interesse in dieser Arbeit. Die Isolation von Stammzellen aus Pulpa und PDL konnte mit dem Nachweis der sogenannten Minimalkriterien f{\"u}r MSCs best{\"a}tigt werden. In diesem durch Enzyminhibition mit Levamisol induzierten in vitro Modell der HPP wurde die TNAP-abh{\"a}ngige Genexpression, die Enzym-Aktivit{\"a}t und das osteogene Differenzierungspotenzial an diesen drei Mineralisierungs-assoziierten MSCs untersucht. Die erweiterte Genexpressionsanalyse in Kooperation mit der Core Unit Systemmedizin der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg mit einer RNA-Sequenzierung der PDLSCs ergab interessante Einblicke in die differentielle Genexpression nach der TNAP-Inhibition w{\"a}hrend der osteogenen Differenzierung und Ansatzpunkte f{\"u}r weitere Analysen. Die beobachteten Genregulationen waren nach dem derzeitigen Verst{\"a}ndnis pathologischer Zusammenh{\"a}nge nachvollziehbar und simulierten in vitro HPP-relevante Signalwege repr{\"a}sentativ. Insbesondere die signifikante Genregulation von P2X7 und DMP1, sowie Zusammenh{\"a}nge aus dem Wnt-Signalweg zeigen hinsichtlich der dentalen Aspekte der HPP neue Ansatzpunkte auf. Die erh{\"o}hte P2X7-Expression in diesem in vitro HPP-Modell scheint mit der Parodontitis-Problematik der HPP zu korrelieren und verdeutlicht unter anderem die multifaktorielle {\"A}tiologie und Pathogenese der Parodontitis. Die Tatsache, dass die experimentellen Beobachtungen in Einklang mit dem klinischen Bild der HPP gebracht werden k{\"o}nnen, best{\"a}tigt die Relevanz des hier etablierten in vitro Modells. Zusammenfassend konnten anhand dieses in vitro Modells der HPP neue Aspekte aufgedeckt werden, die nicht nur im Hinblick auf die dentale Problematik der HPP aufschlussreich sind.},
  subject      = {Hypophosphatasie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weissenberger2012,
  author    = {Weißenberger, Manuel Claudius},
  title     = {Chondrogene Differenzierung von humanen mesenchymalen Stammzellen zur Knorpelregeneration mittels adenoviralem Indian Hedgehog-Gentransfer},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-78014},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob mittels IHH-Gentransfer aus H{\"u}ftk{\"o}pfen gewonnene hMSCs chondrogen im Pelletkultursystem differenziert werden k{\"o}nnen und ob zugleich durch IHH eine Modulation der hypertrophen Enddifferenzierung der hMSCs in diesem System m{\"o}glich ist. IHH bestimmt in der Wachstumsfuge zusammen mit PTHrP w{\"a}hrend der endochondralen Ossifikation die Chondrozytenreifung und -differenzierung entscheidend mit und ist daher ein interessanter Kandidat zur Induktion von hyalinem oder zumindest hyalin-{\"a}hnlichem Knorpelgewebe in der stammzellbasierten Gentherapie. Nach Gewinnung und Kultivierung der hMSCs wurden diese mit Ad.GFP, Ad.IHH, Ad.IHH+TGF-β1, Ad.IHH+SOX-9 oder Ad.IHH+BMP-2 transduziert bzw. ein Teil f{\"u}r die Negativkontrolle nicht transduziert und im Anschluss alle Gruppen zu Pellets weiterverarbeitet. Histologische, biochemische sowie molekularbiologische Untersuchungen wurden an verschiedenen Zeitpunkten zur Evaluierung des chondrogenen Differenzierungsgrades sowie der hypertrophiespezifischen Merkmale der kultivierten Pellets durchgef{\"u}hrt. Es konnte durch diese Arbeit sowohl auf Proteinebene als auch auf Genexpressionsebene reproduzierbar gezeigt werden, dass prim{\"a}re hMSCs im Pelletkultursystem sowohl durch den adenoviralen Gentransfer von IHH allein als auch durch die Co-Transduktionsgruppen IHH+TGF-β1, IHH+SOX-9 und IHH+BMP-2 chondrogen differenziert werden k{\"o}nnen. Dabei zeigten alle IHH-modifizierten Pellets Col II- und CS-4-positive immunhistochemische Anf{\"a}rbungen, eine gesteigerte Synthese von Glykosaminoglykanen im biochemischen GAG-Assay sowie eine Hochregulation von mit der Chondrogenese assoziierten Genen. Das Auftreten hypertropher Merkmale bei den chondrogen differenzierten MSCs konnte durch IHH-Gentransfer nach 3 Wochen in vitro-Kultivierung nicht vollkommen unterdr{\"u}ckt werden, war jedoch besonders stark ausgepr{\"a}gt, wenn BMP-2 co-exprimiert wurde und war etwas weniger evident in der IHH+SOX-9-Gruppe. Dabei zeigte die Ad.IHH+BMP-2-Gruppe sowohl in der ALP-F{\"a}rbung als auch in dem ALP-Assay und der quantitativen RT-PCR die st{\"a}rkste Hochregulierung des hypertrophen Markers ALP. M{\"o}glicherweise brachte die {\"U}berexpression von IHH das fein aufeinander abgestimmte Regulationssystem zwischen IHH und PTHrP aus dem Gleichgewicht und k{\"o}nnte als ein Grund daf{\"u}r angef{\"u}hrt werden, warum die Hypertrophie im Pelletkultursystem nicht vollkommen supprimiert werden konnte. Es bleibt abzuwarten, ob IHH in vivo die Chondrogenese induzieren und dabei zugleich das Ph{\"a}nomen der chondrogenen Hypertrophie regulieren kann. In der Zukunft w{\"u}rde dies letztlich der stammzellbasierten Knorpelregeneration in vivo zu Gute kommen.},
  subject      = {Stammzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Klotz2012,
  author    = {Klotz, Barbara},
  title     = {Die Rolle der Modulatoren 1,25-Dihydroxyvitamin D3, Aktivin A, Myostatin und der Sauerstoffspannung bei der Schl{\"u}sselentscheidung zwischen Stemness und Morphogenese},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73793},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Aus dem Knochenmark isolierte humane mesenchymale Stammzellen (hMSC) sind als Vorl{\"a}uferzellen der Osteoblasten an der Knochenformation sowie an der Knochenremodellierung beteiligt und aufgrund ihrer Multipotenz in der Lage, in mesenchymales Gewebe (Knochen, Knorpel, Fett) zu differenzieren. Aufgrund dieser Eigenschaften gelten sie als Quelle der Regeneration und der Heilung im Hinblick auf zellbasierte Therapien zur Behandlung degenerativer Erkrankungen (Arthrose, Osteoporose) des muskuloskelettalen Systems. Die besondere Situation der Geweberegeneration beim {\"a}lteren Menschen ist gekennzeichnet durch den Anstieg der Produktion von Hemmstoffen der Geweberegeneration und durch verschiedene h{\"a}ufige Mangelzust{\"a}nde wie z.B. den Vitamin D-Mangel. In der vorliegenden Arbeit wurden Modulatoren (Morphogene) untersucht, die in der Lage sind, die hMSC in vitro in ihrem proliferativen, undifferenzierten Zustand (transient amplifying pool) und am {\"U}bergang in die Differenzierung und Reifung zu beeinflussen. Ziel war es, durch die Charakterisierung solcher Modulatoren, Verfahren zu etablieren, die zu einer verbesserten Zellqualit{\"a}t bei regenerativen Therapiestrategien f{\"u}hren, sei es in situ oder beim Tissue Engineering. Der Fokus lag auf der Geweberegeneration beim {\"a}lteren Menschen. Daf{\"u}r wurden als Morphogene 1,25-Dihydroxyvitamin D3 (1,25D3), Aktivin A (AA), Myostatin (MSTN) und Low Oxygen (LO) ausgew{\"a}hlt und hinsichtlich ihrer Wirksamkeit auf Stemness, Differenzierung und Seneszenzentwicklung in der Zellkultur getestet. Alle 4 Kandidaten nehmen im menschlichen Organismus wichtige regulatorische Aufgaben ein. 1,25D3 wirkt nicht nur lokal auf Zellen und Gewebe, sondern mit der Mineralisierung des Knochens und der Regulierung des Kalzium- und Phosphatspiegels im Serum auch systemisch. AA und MSTN werden als Mitglieder der TGFβ-Familie mit dem muskuloskelettalen System in Verbindung gebracht, da eine Inaktivierung von MSTN bei Mensch und Tier zu einem deutlichen Anstieg der Skelettmuskelmasse f{\"u}hrt. Gleichzeitig f{\"o}rdert ein Aktivin Antagonist, der neue Wirkstoff Sotatercept (ACE-011), die Knochenbildung im Menschen. Mit der Kultivierung der hMSC unter reduzierter Sauerstoffspannung (2,5 \% Sauerstoff, LO) sollten Bedingungen in der Zellkultur geschaffen werden, die - im Vergleich zur traditionellen Kultivierung mit einem atmosph{\"a}rischen Sauerstoffgehalt von 21 \% - n{\"a}her an den physiologischen Gegebenheiten bei der Geweberegeneration sind. Zu Beginn wurde sichergestellt, dass alle 4 Modulatoren die Expression typischer mesenchymaler Oberfl{\"a}chenmarker nicht beeinflussten und die klonogene Kapazit{\"a}t der stimulierten hMSC erhielten. Im Rahmen weiterer Untersuchungen zeigte sich, dass eine permanente 1,25D3 Supplementierung die chondrogene, adipogene und osteogene Differenzierungskapazit{\"a}t der hMSC erhielt und somit den Stammzellcharakter der hMSC nicht beeintr{\"a}chtigte. Die verst{\"a}rkte Expression der Quieszenz-assoziierten Gene in 1,25D3 stimulierten hMSC deutete darauf hin, dass sich die hMSC aufgrund der 1,25D3 Supplementation in Richtung Quieszenz ver{\"a}ndern. Die permanente 1,25D3 Supplementation {\"u}bt somit eine vor Alterungsprozessen sch{\"u}tzende Wirkung in der Zellkultur aus, indem die Entwicklung replikativer Seneszenz verz{\"o}gert wird und das multipotente Potential der hMSC erhalten wird. Im Bezug auf die Differenzierungsf{\"a}higkeit der Zellen verhielten sich rh AA und rh MSTN kontr{\"a}r. W{\"a}hrend eine rh MSTN Stimulation keine Wirkung auf die adipogene und osteogene Differenzierung hatte, schr{\"a}nkte rh AA das adipogene und osteogene Differenzierungspotential der hMSC nahezu vollst{\"a}ndig ein und die Zellen wurden in einem Zustand des Pr{\"a}-Kommittments festgehalten. Da die LO Expandierung die Stemness erh{\"o}hte bzw. die Seneszenz reduzierte und die hMSC in einem proliferativen Zustand bei gleichzeitiger Hemmung der Differenzierung arretierte, scheint diese Art der Kultivierung ein besonderer Schutz f{\"u}r die hMSC zu sein. Mit der vorliegenden Arbeit ist es gelungen, wirksame Morphogene (1,25D3, rh AA, LO) zu finden, die in der Lage sind, modulatorisch auf die hMSC einzuwirken ohne dabei den Stammzellcharakter zu ver{\"a}ndern. Durch ihre Modulation kann nicht nur die Qualit{\"a}t der hMSC verbessert werden, sondern je nach Bedarf k{\"o}nnen auch die verschiedenen Phasen der Geweberegeneration insbesondere beim {\"U}bergang vom „transient amplifying pool" zur Differenzierung gesteuert werden. Diese Ergebnisse k{\"o}nnen Konsequenzen f{\"u}r die Anwendung haben, bei der in situ Geweberegeneration ebenso wie f{\"u}r das ex vivo Tissue Engineering.},
  subject      = {Adulte Stammzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gerken2013,
  author    = {Gerken, Andreas},
  title     = {Einfluss der Eisenoxidpartikel-Markierung auf das Verhalten von humanen mesenchymalen Stammzellen (MSZ) auf Polylaktid-Tr{\"a}gern},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-103011},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Die vorliegende Inaugural-Dissertation besch{\"a}ftigt sich mit dem Einfluss der Eisenoxidpartikel-Markierung (VSOP) von Mesenchymalen Stammzellen (MSZ) auf Polylaktid-Tr{\"a}gern (OPLA) im Hinblick auf Morphologie, Vitalit{\"a}t und Differenzierung {\"u}ber einen Zeitraum von 28 Tagen. Histologisch war der intrazellul{\"a}re Eisen-III Nachweis mit Hilfe der Berliner Blau F{\"a}rbung als Zeichen der gelungenen Eisenoxid-Markierung in der VSOP-Gruppe bis zum 28. Tag positiv. Morphologisch zeigten sich im Groben keine Unterschiede zwischen VSOP- und Kontrollgruppe bei {\"a}hnlicher Besiedelungsstruktur der Scaffolds mit Betonung der Randbereiche in beiden Gruppen. Die morphologische Struktur stand in Korrelation mit den Ergebnissen der DNA-Konzentrationsbestimmung in den Konstrukten. Es zeigte sich in beiden Gruppen ein vergleichbarer DNA-Ansteig am Tag 3 nach Besiedelung und ein Abfall der DNA-Konzentration ab Tag 7 in der Kontrollgruppe, bzw. Tag 14 in der VSOP-Gruppe auf ein {\"a}hnliches Niveau in beiden Gruppen, welches ungef{\"a}hr der DNA-Konzentration vor Besiedelung entsprach. Diese Beobachtungen zeigen am ehesten, dass die Vitalit{\"a}t der Zellen in den Konstrukten nicht VSOP-bedingt eingeschr{\"a}nkt ist, sondern von den {\"a}ußeren Kulturbedingungen abh{\"a}ngig ist. In der RT-PCR Analyse zeigte sich ein {\"a}hnliches Expressionsmuster fast aller untersuchter osteogener Marker in beiden Gruppen. Als VSOP-induzierten Effekt k{\"o}nnte lediglich die vermehrte Expression von BSP in der VSOP-Gruppe verstanden werden bei eingeschr{\"a}nkter Vergleichbarkeit der Proben aufgrund der inhomogenen Expression des Housekeeping-Gens. Erstaunlicherweise wurden alle osteogenen Marker in beiden Gruppen exprimiert, obwohl die Zellen nicht in osteogenem Induktionsmedium kultiviert wurden. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass die VSOP-Markierung von MSZ, wie bereits in anderen Studien gezeigt, auch in der dreidimensionalen Kultur auf OPLA-Scaffolds eine sichere und wenig zellbeeinflussende Methode ist, die damit zum Nachweis der Stammzellen nach Applikation in Form von Tissue Engineering Konstrukten dienen kann.},
  subject      = {Adulte Stammzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Braun2020,
  author    = {Braun, Clemens Michael},
  title     = {Regenerative Kapazit{\"a}t Mesenchymaler Stammzellen bei aseptischer Prothesenlockerung},
  doi       = {10.25972/OPUS-21392},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-213926},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Trotz st{\"a}ndiger Weiterentwicklung der modernen Endoprothetik weist ein k{\"u}nstliches Gelenk auch heute eine begrenzte Haltbarkeit auf. Insbesondere bei der Versorgung j{\"u}ngerer Patienten mit gestiegener Lebenserwartung wird h{\"a}ufig die Prothesenstandzeit aufgebraucht und ein komplizierter Revisionseingriff notwendig. Hierbei ist die aseptische Prothesenlockerung der h{\"a}ufigste Grund f{\"u}r den Austausch eines Implantates. Das Knochenmark des betreffenden Knochens enth{\"a}lt humane Mesenchymale Stammzellen (hMSC), die zur Aufrechterhaltung und Regeneration des Bindegewebes und des Knochens selbst beitragen. Ob diese Zellen z.B. durch ein Proliferations- oder Differenzierungsdefizit eine Rolle in der {\"A}tiologie einer aseptischen Prothesenlockerung spielen, ist bisher nicht abschließend gekl{\"a}rt. In der vorliegenden Arbeit wurde die regenerative Kapazit{\"a}t von hMSC von zwei Spendergruppen untersucht und verglichen: Als Wechselgruppe dienten Patienten, bei denen es zu einer aseptischen Prothesenlockerung und der Notwendigkeit eines Revisionseingriffes (Wechseloperation) gekommen war. Patienten, denen prim{\"a}r eine H{\"u}ft- oder Kniegelenksendoprothese eingesetzt wurde, bildeten die Kontrollgruppe. Zur Beurteilung der regenerativen Eigenschaften der hMSC wurde zum einen das Wachstums- und Alterungsverhalten in Zellkultur zum anderen die in vitro Differenzierungskapazit{\"a}t untersucht.},
  subject      = {Aseptische Lockerung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Fensky2009,
  author    = {Fensky, Florian},
  title     = {Untersuchungen zur chondrogenen Pr{\"a}differenzierung von humanen mesenchymalen Stammzellen in Kollagen Typ I Hydrogelen unter dem Einfluss von TGF-ß1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36622},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Der hyaline Gelenkknorpel ist auf Grund seines sehr eingeschr{\"a}nkten Selbstheilungspotentiales nicht in der Lage, auf Verletzungen mit ad{\"a}quaten Regenerationsmechanismen zu reagieren. So hat sich in der Orthop{\"a}dischen Klinik K{\"o}nig-Ludwig-Haus zur Behandlung von fokalen Gelenkknorpell{\"a}sionen die matrixgekoppelte autologe Chondrozytentransplantation unter Verwendung eines Kollagen Typ I Hydrogel (CaReS®, Arthro Kinetics, Esslingen) etabliert. In der Zukunft k{\"o}nnten m{\"o}glicherweise humane mesenchymale Stammzellen (hMSZ) eine alternative Zellquelle darstellen. In der vorliegenden Arbeit wurde in Anlehnung an die im klinischen Alltag befindliche matrixgekoppelte ACT der Frage nachgegangen, ob eine ex vivo Pr{\"a}differenzierung von hMSZ mit TGF-ß1 f{\"u}r 10 Tage zu einer chondrogenen Differenzierung f{\"u}hrt. Durch den Nachweis chondrogener Markergene wie Kollagen II und Aggrekan konnte gezeigt werden, dass eine chondrogene Differenzierung von hMSZ unter Zugabe von TGF-ß1 {\"u}ber 10 Tage induziert werden kann. Ob diese 10-t{\"a}gige Pr{\"a}differenzierung zu einem ausreichend stabilen Gelenkknorpelregenerat f{\"u}hren kann, muss letztendlich im Tierversuch {\"u}berpr{\"u}ft werden.},
  language  = {de}
}