@phdthesis{Bernuth2020, author = {Bernuth, Silvia}, title = {Bioaktiv funktionalisierbare Hyalurons{\"a}ure-Polyglycidol-Hydrogele unter Verwendung von ASCs aus dem Fettgewebe zur Rekonstruktion von Weichgewebsdefekten}, doi = {10.25972/OPUS-21424}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-214248}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {In der Plastischen Chirurgie erfordert die Rekonstruktion von {\"a}sthetisch anspruchsvollen Bereichen in vielen F{\"a}llen die Wiederherstellung von subkutanem Fettgewebe. Neben chirurgischen Rekonstruktionen k{\"o}nnte das Tissue Engineering von Fettgewebe einen wertvollen Beitrag leisten. Jedoch bringt es vielschichtige Herausforderungen mit sich und ist zum aktuellen Zeitpunkt nur limitiert m{\"o}glich. Ein Ansatz ist die Schaffung einer Tr{\"a}germatrix zur Besiedelung und Differenzierung von Stammzellen. Auf dieser Basis sollten in der vorliegenden Arbeit zwei Teilbereiche untersucht werden. In dem ersten Teilbereich erfolgten Untersuchungen verschiedener Gewinnungsmethoden von ASCs aus dem subkutanen Fettgewebe bezogen auf ihr Effizienz. Die untersuchten Liposuktionstechniken zeigten eine deutlich h{\"o}here Effizienz gegen{\"u}ber der mechanischen Gewinnungsmethode bezogen auf die gewonnene Zellzahl. In den Viabilit{\"a}tsuntersuchungen zeigte sich eine {\"a}hnliche Tendenz. ASCs aller drei Gewinnungsmethoden proliferierten durchaus gleich gut, jedoch zeigten die histologischen und quantitativen Adipogeneseuntersuchungen tendenziell mehr Lipidbildung bei den Liposuktionstechniken. Das {\"u}bergeordnete Ziel des zweiten Abschnittes dieser Arbeit war es eine Tr{\"a}germatrix auf Hyalurons{\"a}ure-Basis mit dem vielseitig modifizierbarem Crosslinker Polyglycidol zu untersuchen, sie mit mesenchymalen Stammzellen aus dem Fettgewebe zu besiedeln und diese adipogen zu differenzieren. Des Weiteren erfolgten erste Versuche die Hydrogele mit funktionellen Gruppen zu modifizieren um eine Verbesserung der Adh{\"a}sion der Zellen im Hydrogel zu erreichen. Die unmodifizierten Hydrogele waren zu jeder Zeit stabil in ihrer Form und zeigten nach Besiedelung mit ASCs eine gleichm{\"a}ßige Verteilung der Zellen im Gel. Auch ließ sich die Adipogenese histologisch visualisieren und biochemisch best{\"a}tigen. Die inkorporierten Peptide brachten eine peptidabh{\"a}ngige und konzentrationsabh{\"a}ngige Ver{\"a}nderung der Zellverteilung im Hydrogel. Eine Steigerung der Funktionalit{\"a}t der Zellen bezogen auf das {\"U}berleben und die Adipogenese konnte in diesen ersten Versuchen noch nicht gezeigt werden. Generell zeigt sich eine Eignung der hyalurons{\"a}urebasierten mit Polyglycidol-verlinkten Hydrogele f{\"u}r das Tissue Engineering von Fettgewebe. Weitere Untersuchungen bez{\"u}glich der Modifikation der Hydrogele mit adh{\"a}siven und adipogenen funktionellen Gruppen bietet sich daher an und k{\"o}nnte ein fettgewebs{\"a}hnliches Umgebungsmilieu hervorbringen.}, subject = {Hyalurons{\"a}ure}, language = {de} } @phdthesis{Stebani2020, author = {Stebani, Tanja Veronika}, title = {Tissue Engineering von Fettgewebe: Immunohistochemische und histologische Analyse der Entwicklung der Extrazellul{\"a}rmatrix und der Adipogenese in 3D Gewebekonstrukten in vivo}, doi = {10.25972/OPUS-21537}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-215375}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Die Erzeugung von klinisch in der plastischen und rekonstruktiven Chirurgie nutzbarem Fettgewebe stellt einen sehr wichtigen Aspekt in aktuellen Arbeiten des Tissue Engineerings, also der Erzeugung von spezifischem Gewebe aus Spenderzellen dar. Sollte es gelingen, aus patienteneigenen Zellen wieder neues Gewebe zu z{\"u}chten, so w{\"u}rden daraus eine F{\"u}lle neuer Behandlungsm{\"o}glichkeiten f{\"u}r Gewebedefekte resultieren. In einer Vorg{\"a}ngerarbeit zu der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Adipogenese in vivo von Fettgewebe aus Vorl{\"a}uferzellen, den Pr{\"a}adipozyten, durch geeignete Methoden der Vorkultivierung in vitro beeinflusst werden kann. Die Unterschiede in der Vorbehandlung lagen in einer Induktion der Differenzierung der Pr{\"a}adipozyten bei gleichzeitigem Stopp der Proliferation und einer anschließenden verschieden langen Ausdifferenzierungsphase der Zellen in vitro im Brutschrank. Die resultierenden Konstrukte wurden in jeweils drei M{\"a}use in vier Gruppen implantiert und nach 1, 5, 12 und 24 Wochen entnommen und untersucht. W{\"a}hrend die Pr{\"a}adipozyten von Gruppe 1 keine Induktion erfuhren, erfolgte diese bei den anderen drei Gruppen. Die Konstrukte der Gruppe 2 wurden dann bereits nach 2 Tagen der Induktion der Pr{\"a}adipozyten implantiert, die Konstrukte der Gruppe 3 blieben zur Differenzierung noch 7 Tage, die der Gruppe 4 noch 33 Tage im Brutschrank, bevor sie in die Versuchstiere eingebracht wurden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zun{\"a}chst, an den Gewebekonstrukten der Vorg{\"a}ngerarbeit eine histomorphometrische Analyse der resultierenden Adipozyten in vivo {\"u}ber die Zeit durchzuf{\"u}hren, um eine detaillierte Beurteilung des Verlaufs der Fettgewebeentwicklung anhand resultierender Zellzahlen darzustellen. Hierf{\"u}r wurden die Gewebed{\"u}nnschnitte der M{\"a}use nach einer HE-Anf{\"a}rbung mikroskopisch untersucht und die Zellzahlen resultierend jeweils aus unreifen und reifen Adipozyten histomorphometrisch quantifiziert. Die Unterscheidung erfolgte mittels einer Gr{\"o}ßenzuordnung, wobei Zellen kleiner 20 µm Durchmesser den unreifen und Zellen gr{\"o}ßer 20 µm Durchmesser den reifen Adipozyten zugeordnet wurden. Aus der quantitativen Analyse mittels Histomorphometrie ergab sich, dass in allen Konstrukten die Zahlen an Zellen der den unreifen Adipozyten zugeordneten Gr{\"o}ßenordnung von kleiner als 20µm tendenziell w{\"a}hrend der gesamten Zeit in vivo klein bleibt. Die Zellzahlen resultierend aus großen Zellen mit einem Durchmesser mehr als 20µm, die den reifen Adipozyten zugeordnet wurden, steigen dagegen in allen Proben leicht an, wobei die Konstrukte der Gruppe 4 den absolut h{\"o}chsten Wert aufwiesen. In der HE-Anf{\"a}rbung ist demgem{\"a}ß in Gruppe 4 eine Vielzahl reifer Adipozyten zu erkennen. Das zweite Ziel dieser Arbeit war es, durch Anf{\"a}rbung charakteristischer Proteine der extrazellul{\"a}ren Matrix mittels markierter Antik{\"o}rper und einer anschließenden immunohistochemischen Analyse des Verlaufs der Signalintensit{\"a}t dieser markierten Komponenten in der EZM die Adipogenese mittels Analyse der entstehenden Ger{\"u}stproteine zu verfolgen. Hierf{\"u}r wurde durch eine umfangreiche immunohistochemische Analyse die Bildung der Kollagene I, IV und VI sowie von Laminin als Bestandteile der EZM analysiert und damit die Art und der Umfang der entstandenen extrazellul{\"a}ren Matrix w{\"a}hrend der Adipogenese qualitativ beurteilt. Die Fluoreszenz-Bilder der Proben nach den jeweiligen Gruppen und Wochen in vivo zeigen einen deutlichen Hinweis im Sinne der Bildung von Fettgewebe in den Gewebe-Konstrukten der Gruppe 4. W{\"a}hrend in den Gruppen 1 und 2 fast durchweg faserartige Bindegewebsstrukturen, verbunden mit den entsprechenden eher fibrill{\"a}rem Aussehen der Signale f{\"u}r die untersuchten Kollagene I, IV, VI und f{\"u}r Laminin gefunden werden konnten, zeigen die Konstrukte der Gruppe 3 und insbesondere von Gruppe 4 in den Fluoreszenz-Abbildungen deutlich ausgepr{\"a}gtere, netzartig ausgebildete Strukturen. Aus den Resultaten der vorliegenden Arbeit kann demnach geschlossen werden, dass die Art der Vorkultivierung eine sp{\"a}tere Adipogenese eindeutig beeinflussen kann. Eine l{\"a}ngere Inkubationszeit nach erfolgter Induktion der Pr{\"a}adipozyten zur F{\"o}rderung der Reifung zu Adipozyten vor der Implantation f{\"o}rdert die Bildung einer h{\"o}heren Anzahl von Adipozyten und die Ausbildung einer charakteristischen EZM. Diese Erkenntnisse er{\"o}ffnen f{\"u}r zuk{\"u}nftige Arbeiten die M{\"o}glichkeit, durch die weitere Optimierung der Vorkultivierung, verbunden mit einer eventuell noch besseren {\"U}berlebensrate der urspr{\"u}nglich eingebrachten Zellen, die Herstellung von klinisch geeigneten Konstrukten aus Fettgewebe weiter voranzutreiben.}, subject = {Tissue Engineering}, language = {de} } @phdthesis{Nestmeyer2016, author = {Nestmeyer, Markus}, title = {Kokultur von mesenchymalen Stammzellen aus humanem Fettgewebe und mikrovaskul{\"a}ren Endothelzellen - Ausgew{\"a}hlte Aspekte in einem 3D Sph{\"a}roid-Modell}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123949}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {Weißes Fettgewebe (WAT) stellt heute aus vielerlei Hinsicht ein interessantes Forschungsgebiet dar. Zum einen ist die Pr{\"a}valenz der Adipositas weiterhin sehr hoch; mit ihr einher gehen Gesundheitsprobleme wie Bluthochdruck, Diabetes, Dyslipid{\"a}mie und Atherosklerose, sowie deshalb das Bestreben, bessere Behandlungsm{\"o}glichkeiten zu entwickeln. Zum anderen hofft man im Bereich des Tissue Engineering, zuk{\"u}nftig mit in vitro hergestelltem weißem Fettgewebe Weichteildefekte decken zu k{\"o}nnen. Aus therapeutischer Sicht ist die weitere Erforschung von weißem Fettgewebe deshalb von großer Wichtigkeit. In vivo ist weißes Fettgewebe stark vaskularisiert. Die starken physiologischen Schwankungen von Fettgewebe erfordern deshalb ein besonders dynamisches Gef{\"a}ßwachstum. F{\"u}r ein genaueres Verst{\"a}ndnis der Physiologie von WAT ist es unerl{\"a}sslich das Zusammenspiel von Gef{\"a}ß- und Fettzellen zu verstehen. 2-dimensionale Kultursysteme sind in ihrer Aussagekraft {\"u}ber die Bedingungen in vivo jedoch sehr limitiert. Deshalb kommt in der Erforschung von WAT zunehmend die 3-dimensionale Kultivierung zur Anwendung, welche bez{\"u}glich des Gewebekontextes einem lebenden Organismus n{\"a}her kommt und damit eine gr{\"o}ßere Aussagekraft haben kann. Ein Ziel dieser Arbeit war, die Voraussetzungen f{\"u}r die Untersuchung der einzelnen Zellfraktionen von Kokulturen aus mesenchymalen Stammzellen aus humanem Fettgewebe (ASC) und mikrovaskul{\"a}ren Endothelzellen (MVEC) zu schaffen. Hierf{\"u}r wurde erfolgreich ein Protokoll zur Trennung solcher Zellsuspensionen mittels Magnetic Activated Cell Sorting (MACS) etabliert. W{\"a}hrend in vorangegangenen Arbeiten nur eine der beiden Zellfraktionen analysiert werden konnte, erm{\"o}glichte es dieses Protokoll nun beide Zellfraktionen einer Kokultur verunreinigungsfrei zu isolieren und zu analysieren. Dies er{\"o}ffnet neue M{\"o}glichkeiten in der Erforschung des Zusammenspiels dieser beiden Zelltypen. Um diese zu demonstrieren wurde in dieser Arbeit die Expression von vier Genen in ASC und MVEC aus gemeinsamer Kokultivierung in einem 3-dimensionalen Sph{\"a}roid-Modell analysiert. Hierbei konnte festgestellt werden, dass die Expression der Gene Angiopoietin-2, Interleukin-1B, Interleukin-6 und Leukemia Inhibitory Factor in MVEC bei 3-dimensionaler Kokultivierung mit ASC nach zwei Tagen Kultur stark anstieg, w{\"a}hrend sich in der Fraktion der ASC kaum Ver{\"a}nderungen zeigten. Dies wiederum spricht f{\"u}r eine angiogene Aktivit{\"a}t der MVEC. Ohne ein Protokoll zur Trennung solcher ASC-MVEC-Kokulturen mittels MACS, welche die weitere Analyse beider Zelltypen erlaubt, w{\"a}re diese Untersuchung so nicht m{\"o}glich gewesen Ziel dieser Arbeit war auch, der Hypothese {\"u}ber eine Beteiligung des Wnt-Signalwegs an der Steuerung der Adipogenese durch Endothelzellen in ASC-MVEC-Kokultur-Sph{\"a}roiden nachzugehen. Zuvor konnte beobachtet werden, dass in diesen die Triglyceridsynthese lokal reduziert war, w{\"a}hrend sie in ASC-Monokultur-Sph{\"a}roiden homogen verteilt und nicht inhibiert war. Hierf{\"u}r wurden Schnitte von adipogen induzierten ASC-MVEC-Kokultur-Sph{\"a}roiden und ASC-Monokultur-Sph{\"a}roiden immunhistochemisch auf aktives beta-Catenin gef{\"a}rbt, wodurch der aktive Wnt-Signalweg innerhalb des Sph{\"a}roids dargestellt werden konnte. Tats{\"a}chlich konnte innerhalb der Kokultur-Sph{\"a}roide f{\"u}r die H{\"a}lfte der untersuchten Schnitte eine regionale Erh{\"o}hung von aktivem beta-Catenin festgestellt werden, welche auf der Seite der ASC-Monokultur-Sph{\"a}roide nicht nachweisbar war. In Betrachtung der Ergebnisse dieser Arbeit -- auch im Kontext weiterer Forschungsergebnisse -- erscheint eine Beteiligung des Wnt-Signalwegs an der Steuerung der Adipogenese in ASC-MVEC-Kokultur-Sph{\"a}roiden sehr wahrscheinlich. In dieser Arbeit konnte ein Beitrag zum Verst{\"a}ndnis des Zusammenspiels von ASC und MVEC in 3-dimensionaler Kokultivierung sowie dessen weiterer Untersuchung geleistet werden. Die gewonnenen Erkenntnisse unterstreichen die Anwendbarkeit und Wichtigkeit von 3-dimensionalen Kulturumgebungen in der Erforschung von weißem Fettgewebe, sowohl f{\"u}r die Adipositasforschung als auch f{\"u}r Adipose Tissue Engineering.}, subject = {Fettgewebe}, language = {de} }