@phdthesis{Friehs2010,
  author    = {Friehs, Gudrun},
  title     = {Genotoxizit{\"a}t von Nikotin in humanem Speicheldr{\"u}sengewebe},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51875},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Tumore entstehen in einem mehrstufigen Prozess, der die Tumorinitiation, Promotion und Progression beinhaltet. Dabei spielen exogene Faktoren, wie Fremdstoffe, Umwelteinfl{\"u}sse, Lebensgewohnheiten, Ern{\"a}hrungsverhalten oder Tabakkonsum eine wichtige Rolle. F{\"u}r viele Fremdstoffe aus unserer Umwelt, die als Aerosole eingeatmet werden, stellen die Zellen des oberen und unteren Aerodigestivtrakts das prim{\"a}re Kontaktorgan dar. Der Aerodigestivtrakt ist somit eine der wichtigsten Lokalisationen f{\"u}r Tabak assoziierten Karzinome. Dabei ist Nikotin nicht nur suchterzeugend, sondern spielt eine direkte Rolle bei der Entstehung und dem Wachstum von Tumoren. Um einen Beitrag zur Tumorpr{\"a}vention zu leisten, sollten in vitro Testsysteme etabliert werden, welche die Charakterisierung von Nikotin in seiner tumorinitiierenden und promovierenden Potenz erm{\"o}glichen. In dieser Arbeit wurden genotoxische Effekte von Nikotin an frisch isolierten Zellen, prim{\"a}ren adh{\"a}renten Zellen und Miniorgankulturen der Glandula parotidea untersucht. Die Vitalit{\"a}t und Morphologie der Miniorgankulturen wurden mit histologischen Schnitten {\"u}berpr{\"u}ft. Zur Charakterisierung der prim{\"a}ren adh{\"a}renten Zellen wurden immunhistochemische F{\"a}rbungen mit anti-α-Amylase durchgef{\"u}hrt. Die Erfassung nikotininduzierter DNA-Sch{\"a}den erfolgte mit Hilfe des Comet Assays, des Mikrokerntests und des Chromosomenaberrationstests. Zur Untersuchung der Apoptoseinduktion durch Nikotin kam der Sandwich-ELISA-Test zum Einsatz. Methylmethansulfonat wurde dabei als Positivkontrolle verwendet. W{\"a}hrend des ganzen Kultivierungszeitraums der Miniorgankulturen der Glandula parotidea konnten keine Anzeichen von Apoptosen oder Nekrosen festgestellt werden. Die Morphologie der Miniorgankulturen blieb w{\"a}hrend der Kultivierung intakt. Bei der F{\"a}rbung der histologischen Schnitte gegen α-Amylase zeigte sich w{\"a}hrend der Kultivierung der Miniorgankulturen die typische α-Amylase im Zytoplasma der Zellen. Die immunhistochemische F{\"a}rbung der prim{\"a}ren adh{\"a}renten Zelllinie der Glandula parotidea zeigte die typische α-Amylase im Zytoplasma der Zellen. Im Comet Assay zeigte sich bei den frisch isolierten und den prim{\"a}ren adh{\"a}renten Zellen der Glandula parotidea eine dosisabh{\"a}ngige DNA-Sch{\"a}digung im einst{\"u}ndigen Inkubationsversuch durch Nikotin. Diese Sch{\"a}digung war ab einer Konzentration von 0,25 mM Nikotin bei den frisch isolierten und ab 0,1 mM Nikotin bei den prim{\"a}ren adh{\"a}renten Zellen signifikant. Im Mikrokerntest und im Chromosomenaberrationstest zeigten sich ein dosisabh{\"a}ngiger Anstieg der Mikrokerne, der sich ab 0,1 mM Nikotin als signifikant erwies, bzw. ein signifikanter Anstieg der Chromosomenaberrationen ab 0,001 mM Nikotin. Eine abfallende Apoptoserate war bei steigender Nikotinkonzentration im Sandwich-ELISA-Test zu beobachten. Ein signifikanter DNA-Schaden konnte nach ein- und dreist{\"u}ndiger Exposition mit Nikotin bei den Miniorgankulturen der Glandula parotidea nachgewiesen werden. Es zeigte sich weder ein signifikanter DNA-Schaden {\"u}ber die dreimalige Exposition mit Nikotin bei den Miniorgankulturen, noch konnte eine Reparatur der nikotininduzierten DNA-Sch{\"a}den nachgewiesen werden. Bei der repetitiven Exposition mit der Positivkontrolle Methylmethansulfonat bei den Miniorgankulturen zeigte sich ein signifikanter Anstieg der OTM-Werte. Diese erh{\"o}hte Migration konnte nach einer 24-st{\"u}ndigen Regenerationsphase nicht nachgewiesen werden. Das Modell der Miniorgankulturen der Glandula parotidea erweist sich f{\"u}r genotoxikologische Untersuchungen als gut geeignet. Durch die M{\"o}glichkeit der mehrfachen Exposition mit anschließenden Regenerationsphasen ist eine Ann{\"a}herung an reale Lebensbedingungen m{\"o}glich. Ebenfalls konnten mit der Etablierung der prim{\"a}ren adh{\"a}renten Zelllinie weitere Testsysteme, wie beispielsweise der Mikrokerntest, der Chromosomenaberrationstest und der Sandwich-ELISA-Test, zur Analyse der Genotoxizit{\"a}t von Nikotin angewendet werden. In der Zusammenschau dieser Testsysteme konnte ein {\"U}berblick der Genotoxizit{\"a}t von Nikotin gewonnen werden. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass Nikotin eine entscheidende Rolle bei der Initiation von tabakassoziierten Tumoren im Aerodigestivtrakt spielen kann. Zum Verst{\"a}ndnis der intrazellul{\"a}ren Sch{\"a}digungswege von Nikotin, insbesondere im Hinblick auf eine direkte DNA-Sch{\"a}digung, sind weitere Untersuchungen notwendig. Dabei werden spezifische nikotinerge Acetylcholinrezeptor Ago-nisten wie Epibatidin oder Mecamylamin verwendet.},
  subject      = {Speicheldr{\"u}se},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Koch2010,
  author    = {Koch, Roland},
  title     = {Modulation Nikotin induzierter DNA-Sch{\"a}den an humanen Lymphozyten und nasaler Mukosa},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53191},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Beim Zigarettenrauchen als der h{\"a}ufigsten Form des Tabakkonsums stellt das respiratorische Epithel des oberen und unteren Aerodigestivtraktes das prim{\"a}re Kontaktorgan der zyto- und genotoxischen Inhaltsstoffe dar. Nikotin, das Hauptalkaloid des Tabaks, ruft nicht nur eine starke Abh{\"a}ngigkeit hervor, sondern kann in Anbetracht fr{\"u}herer Studien auch zum Tabak assoziierten Krebsrisiko beitragen. Neben tumorproliferativen Effekten wie etwa der Angioneogenese, der Zellproliferation oder einer Apoptoseinhibition ist die Rolle der tumorinitiierenden Wirkung von Nikotin durch eine direkte Sch{\"a}digung der DNA noch unzureichend untersucht. Ziele dieser experimentellen Arbeit waren deshalb, Nikotin induzierte DNA-Sch{\"a}den an frisch isolierten sowie rekultivierten humanen Lymphozyten mit Hilfe des alkalischen Einzelzell-Mikrogelelektrophorese (Comet) Assays darzustellen, den Nachweis dieser Sch{\"a}den durch Koinkubation mit dem Reparaturenzyminhibitor Aphidicolin (APC) zu sensitivieren sowie oxidativ gesch{\"a}digte Basen durch die Formamidopyrimidin-Glykosylase (Fpg) aufzuzeigen. Durch Koinkubation mit Epibatidin, einem Subtyp spezifischen und kompetitiven Agonisten am nikotinergen Acetylcholinrezeptor (nAChR), wurde die Rolle der rezeptorvermittelten Mechanismen Nikotin induzierter DNA-Sch{\"a}den an Lymphozyten und nasalen Mukosazellen untersucht. Auch der Frage, ob Rauchen zu einer erh{\"o}hten basalen Sch{\"a}digung an nasalen Mukosazellen f{\"u}hre, wurde nachgegangen. Nach der Zellisolierung der humanen nasalen Schleimhautzellen und peripheren Lymphozyten erfolgte zum Ausschluss zytotoxischer Effekte jeweils vor und nach der einst{\"u}ndigen Fremdstoffinkubation mit Nikotin (1 µM bis 1000 µM), APC (2,5 µg/ml), Epibatidin (1 µM bis 100 µM) und MMS (100 µM) die Bestimmung der Zellvitalit{\"a}t mit dem Trypanblau-Ausschlusstest. Durch Inkubation mit Fpg nach der Lyse zellul{\"a}rer Membranen erfolgte die Augmentation oxidativ gesch{\"a}digter Basen. Potentielle DNA-Sch{\"a}den in Form von Einzelstrangbr{\"u}chen und alkalilabilen Stellen der DNA wurden mit dem Comet Assay erfasst. An frisch isolierten Lymphozyten konnte nach ein-st{\"u}ndiger Inkubation mit Nikotin ab 100 µM ein signifikanter DNA-Schaden festgestellt werden. Mit dem Einsatz von Fpg kam es ab 10 µM Nikotin zu einem signifikanten Anstieg der DNA-Fragmentierung. An rekultivierten Lymphozyten konnte nach Kryokonservierung bei einst{\"u}ndiger Inkubation mit Nikotin bereits ab 1 µM eine signifikante DNA-Sch{\"a}digung nachgewiesen werden, die sich ebenfalls bei Koinkubation mit APC ab 1 µM darstellte. Durch Koinkubation von Nikotin (1000 µM) mit Epibatidin in aufsteigender Konzentration konnte an frisch isolierten Lymphozyten nur in einer Konzentration (10 µM) die Nikotin induzierte DNA-Fragmentierung gesenkt werden. Hierbei zeigte Epibatidin selbst einen DNA-Schaden in niedriger Konzentration (1 µM und 10 µM). An nasalen Mukosazellen konnte der Nikotin induzierte DNA-Schaden durch die Koinkubation mit Epibatidin nicht gesenkt werden. Auch an nasaler Mukosa rief Epibatidin ab 1 µM einen signifikanten DNA-Schaden hervor. Bez{\"u}glich einer Einflussgr{\"o}ße durch das Rauchen auf die Ergebnisse im Comet Assay konnte kein Unterschied der basalen als auch der durch Nikotin induzierten DNA-Fragmentierung zwischen der Gruppe der Raucher und Nichtraucher festgestellt werden. Nikotin verursachte bereits bei einer einst{\"u}ndigen Expositionsdauer DNA-Sch{\"a}den an humanen Lymphozyten und nasalen Mukosazellen. Der Nachweis oxidativ gesch{\"a}digter Basen an Lymphozyten zeigt auf eine Generierung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) durch Nikotin hin. Die Aktivierung des homomeren α7 nAChR durch Nikotin soll hierbei eine wichtige Rolle als Ausl{\"o}ser der intrazellul{\"a}ren Signaltransduktion der Radikalbildung spielen. Epibatidin als ein starker Agonist am α7 Rezeptor f{\"u}hrte bereits in geringen Konzentrationen zu einer signifikanten DNA-Fragmentierung. Bei fehlender Reparatur dieser DNA-Sch{\"a}den und einer ausbleibenden Elimination der gesch{\"a}digten Zelle k{\"o}nnen diese Mutationen akkumulieren und zur Tabak assoziierten Krebsentstehung beitragen. Eine Substitutionstherapie mit Nikotin zur Raucherentw{\"o}hnung muss bei solchen Ergebnissen {\"a}ußerst kritisch betrachtet werden.},
  subject      = {Nicotin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stueber2010,
  author    = {St{\"u}ber, Thomas},
  title     = {Differenzierung Nikotin induzierter Zellsch{\"a}den in Epithelien des oberen und unteren Aerodigestivtraktes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55100},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Rauchen stellt in den Industrienationen das bedeutendste vermeidbare Gesundheitsrisiko dar. Die Rolle des suchtausl{\"o}senden Alkaloids Nikotin in der Tabak assoziierten Kanzerogenese wird kontrovers diskutiert. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung genotoxischer Effekte von Nikotin in Zellen des oberen und unteren Aerodigestivtrakt sowie deren intrazellul{\"a}rer Mechanismen. Dazu wurden Zellen aus humaner Nasenschleimhaut und humaner Bronchialschleimhaut enzymatisch isoliert sowie bronchiales Zelllinienepithel kultiviert und mit Nikotin unterschiedlicher Dosierungen f{\"u}r eine Stunde inkubiert. Zur Untersuchung beteiligter Signalkaskaden wurden Koinkubationen von Nikotin und dem nicht-kompetitiven nikotinergen Acetylcholinrezeptorblocker Mecamylamin und dem Antioxidans N-Acetylcystein durchgef{\"u}hrt. Die Erfassung Nikotin induzierter DNASch{\"a}den erfolgte mit Hilfe des Comet Assays. Zur Untersuchungen von Zellzyklusalterationen sowie Apoptoseinhibition durch Nikotin kam die Durchflusszytometrie zum Einsatz. Die Ergebnisse der Einzelzellgelelektrophorese zeigten eine dosisabh{\"a}ngige DNASch{\"a}digung im einst{\"u}ndigen Inkubationsversuch durch Nikotin. Diese Sch{\"a}den waren gewebeabh{\"a}ngig ab einer Konzentration von 100μM in Zelllinienepithel (n=5) und 1mM in Nasenschleimhautzellen (n=8) signifikant. In humanem Bronchialzellepithel konnte bei dem Stichprobenumfang von n=4 keine signifikante DNA-Sch{\"a}digung durch die getesteten Nikotindosierungen nachgewiesen werden. Durch eine Koinkubation mit dem Antioxidans N-Acetylcystein sowie dem nicht kompetitiven nACh Rezeptorblocker Mecamylamin konnte eine im Comet Assay nachweisbare Nikotin induzierte DNA-Sch{\"a}digung verhindert werden. Durchflusszytometrische Untersuchungen zur Kl{\"a}rung einer m{\"o}glichen Modulation der Apoptose durch Nikotin an bronchialem Zelllinienepithel zeigten keine signifikante Induktion oder Inhibition. Eine Beeinflussung des Zellzyklus durch Nikotin konnte in der Durchflusszytometrie nicht erfasst werden. Zusammenfassend induziert Nikotin DNA-Sch{\"a}den in Epithelien des Atemtraktes. An diesem Effekt sind oxidative sowie nAch-Rezeptor abh{\"a}ngige Stoffwechselschritte beteiligt. Vor dem Hintergrund einer potentiellen Beteiligung von Nikotin an der Tumorinitiation und -progression muss eine Nikotinersatztherapie besonders kritisch abgewogen werden.},
  subject      = {Nicotin},
  language  = {de}
}