TY  - THES
A1  - Hartmann, Erik Kristoffer
T1  - Einfluss von Wachstumsfaktoren auf die ventrale Spondylodese
T1  - Influence of growth factors on the anterior spondylodesis
N2  - Thrombozyten enthalten und sezernieren eine Vielzahl von Wachstumfaktoren, deren Mitwirkung an der Knochenbildung und –regeneration als gesichert gilt. Platelet-rich plasma (PRP) enthält eine hohe Thrombozytenkonzentration und somit auch dementsprechend hohe Spiegel von Wachstumsfaktoren. Ziel dieser Arbeit war eine Evaluation des Einflusses von PRP auf die Qualität und Quantität der interkorporellen knöchernen Fusion im Rahmen der ventralen Spondylodese von Wirbelkörperverletzungen mit Cage-Implantaten und autologer Spongiosa. In einer prospektiven Studie wurden 15 Patienten mit traumatischer Fraktur der BWS oder LWS ventral mit einem Cage-Implantat und autologer Spongiosa stabilisiert. Indikationsabhängig wurden additiv dorsale Fixateur interne und/oder ventrale Plattensysteme implantiert. Intraoperativ erfolgte die Kombination der autologen Spongiosa mit PRP. Dieses wurde direkt perioperativ aus max. 110 ml venösem Eigenblut des Patienten mit dem kommerziell erhältlichen GPS™-System (Biomet Deutschland GmbH, Berlin) hergestellt. Als Kontrollgruppe fungiert ein zufällig ausgewähltes Kollektiv von 20 Patienten mit traumtischer BWS- oder LWS-Fraktur. Diese wurden ebenfalls ventral mit Cage und autologer Spongiosa sowie zusätzlichen Implantaten stabilisiert, jedoch ohne den Einsatz von PRP. Im Rahmen der Nachbehandlung wurden nach durchschnittlich 8,33 Monaten (PRP-Gruppe) und 12,5 Monaten (Kontrolle) Computertomographien der instrumentierten Wirbelsäulenregion im Knochenfenster angefertigt. Anhand dieser wurde der Fusionsfortschritt exemplarisch für den linkslateralen Auftragungsbereich von Spongiosa bzw. Spongiosa/PRP um den Cage qualtitativ und quantifizierend mittles Volumetrie und Densitometrie (HU) erfasst. Es zeigte sich qualtitaiv bei 20% der PRP-Gruppe sowie 30% der Kontrollgruppe keine oder nur minimale linkslaterale Verknöcherung. Jeweils 40% wurden als durchgehend fusioniert klassifiziert. Quantifizierend ergab sich für beide Gruppen ein nahezu identischer mittlerer Volumenanteil > +100 HU (56,5 bzw. 56,6%) am linkslateralen Gesamtvolumen. Der Volumenanteil > +500 HU beträgt in der Kontrollgruppe 23,57% in der PRP-Gruppe hingegen 29,33%. Die absolute Dichte der Teilvolumina zeigt einen signifikant höheren Durchschnitsswert in der PRP-Gruppe (639,7 HU zu 514,2 HU) sowie nicht signifikant höhere Werte im Teilvolumen > +500 HU (930,7 HU zu 846 HU). Aus den VAS-Scores konnte für den gewählten Nachuntersuchungzeitraum kein signifikanter Unterschied im subjektiven, patientenbezogenen Outcome festgestellt werden. Insgesamt zeigt sich ein Trend, demnach der Einsatz von PRP eine Verbesserung der autologen Spongiosaplastik und damit der Verknöcherung um den Cage ermöglicht. Der bei Etablierung des Konzepts thrombozytärer Wachtsumsfaktoren-konzentrate zur Verbesserung der Knochenheilung erhoffte deutliche, klinische Effekt bleibt jedoch aus.
N2  - The effects of PRP were monitored by performing a controlled cohort study of patients undergoing an anterior spinal fusion. One group was treated with the addition of PRP. The growth factors contained within the blood platelets are known to play an important role in the new formation of bone following fractures or the implantation of bone grafts. But the results following the use of platelet-rich plasma in spinal fusion are not yet published. The study involved a group of 15 patients, who had suffered an injury of the thoracic or lumbar spine and had undergone an anterior fusion using cages. They had received an additional posterior stabilisation and/or anterior implants as well as bone graft combined with PRP. A control group made up of 20 patients received a similar treatment, but without the addition of PRP. A CT-Scan was performed of all patients during follow-up examinations. The area on the left side of the cage, where the bone graft with or without PRP had been applied, was analysed and the patients were divided into three classes, depending upon the rate of fusion: Complete fusion, incomplete fusion and no/minimal ossification. In cases, which were classified as complete or incomplete ossification, an additional CT volumetry and densitometry was performed. The patient-referred outcome was documented using the VAS spinal score. In both groups 40% of the patients had reached a complete fusion in the CT-Scans. No or minimal fusion was documented in 20% of the PRP group and 30% of the control group. When measuring the density within the newly formed bone mass, both groups showed nearly identical percentages with a density of over 100 Hounsfield units (HU). The share of bone with a density of over+500 HU was 29.33% in the PRP group) and 23.57% in the control group. Within the partition of over +100 HU the absolute density was significantly higher in the PRP group (639.7 vs. 514.2 HU). Similar results could be shown within the partition of over +500 HU (930.7 vs. 846 HU). The VAS-Scores showed no significant differences between the two groups. The additional application of autologous PRP involves very little risk for the patients. The study implies, that the use of PRP provides a faster fusion and higher density values within the fusion mass. A clear advancement in spinal fusion in terms of a clinical benefit remains questionable.
KW  - Wirbelsäulenverletzung
KW  - Computertomographie
KW  - Spondylodese
KW  - Platelet-derived Growth Factor
KW  - Transforming Growth Factor beta
KW  - Thrombozyt
KW  - Wirbelsäulenverletzung
KW  - ventrale Spondylodese
KW  - autologes thrombozytenreiches Plasma
KW  - Computertomographie
KW  - spinal injury
KW  - anterior spondylodesis
KW  - autologous platelet-rich plasma
KW  - computer tomography
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-28933
ER  - 
TY  - THES
A1  - Rauchfuß, Steffen
T1  - Der Einfluss des Insulins auf die Thrombozyten und auf die Wechselwirkung zwischen den Blutplättchen und dem Endothel
T1  - The Effect of Insulin on Platelets and on Platelet-Endothelium Interactions
N2  - Unter physiologischen Bedingungen spielen die Thrombozyten oder Blutplättchen eine zentrale Rolle bei der Erhaltung der Hämostase. Indem sie in Blutgefäßen beschädigte Bereiche erkennen und sich dort gezielt anheften können, verhindern sie das Austreten von Blut in subendotheliale Bereiche und halten eine Blutung gering. Intrazelluläre Signalmoleküle kontrollieren das Zusammenspiel der Plättchenagonisten und der dazugehörigen Rezeptoren und regulieren somit die Aktivierung der Blutplättchen. Verschiedene vorangegangene Publikationen demonstrierten sowohl aktivierende als auch inhibierende Effekte des Insulins auf die Aktivierung, Adhäsion und Aggregation der Blutplättchen. Diese durch das Insulin hervorgerufenen Effekte sollen hauptsächlich über den cGMP und cAMP Signalweg sowie über die Aktivierung von eNOS durch Insulin in den Blutplättchen wirken. Unsere Forschungsergebnisse weisen darauf hin, daß ein akuter, durch das Insulin hervorgerufener Effekt auf die Blutplättchen sowohl unter physiologischen wie auch unter pathologischen Glukosekonzentrationen nicht nachweisbar ist. Insulin zeigte keine Wirkung auf die intrazellulären Signalmoleküle PKB, VASP, P38 und ERK, welche in der Aktivierung/Hemmung der Blutplättchen eine wichtige Rolle spielen. Gleichfalls blieb eine Wirkung auf die Aggregation der Blutplättchen und Aktivierung des Oberflächenrezeptors Integrin αIIbβ3 sowie die Expression von P-Selektin auf der Oberfläche der Thrombozyten nach der Stimulation durch Insulin aus. Auch konnte der Insulinrezeptor durch uns auf der Oberfläche der Thrombozyten weder in seiner unphosphorylierten, noch in seiner phosphorylierten Form nach der Stimulation mit Insulin nachgewiesen werden. Zusammen mit dem Fehlen eines direkten, akuten Insulin-abhängigen Effekts auf die Thrombozyten läßt dies auf das Fehlen eines funktionell aktiven Insulinrezeptors auf der Oberfläche der Thrombozyten schließen. Wir konnten zeigen, daß eNOS in den Blutplättchen nicht vorhanden und damit seine in anderen Publikationen beschriebene Aktivierung durch Insulin in den Thrombozyten nicht gegeben ist. Der von uns und in anderen Publikationen verwendete Antikörper gegen phospho-eNOS erkennt vielmehr ein anderes Protein gleicher Größe, wie wir im Kontrollexperiment mit eNOS-/- knockout Mäusen zeigen konnten. Im Flußkammerexperiment konnte ein indirekter insulinabhängiger Effekt auf die Adhäsion der Thrombozyten an das Endothel und ihre Bildung von Aggregaten beobachtet werden. Die Gabe von pathologischen Insulinmengen führte zu einem Anstieg der NO Sekretion durch das Endothel, welches hemmend auf die Adhäsion und Aggregation der Thrombozyten wirkte.
N2  - Under physiologic conditions platelets play a central role in upholding the haemostasis. By recognizing lesions in the vessel walls and attachment to those areas they prevent an influx of blood into subendothelial areas. Intracellular molecules mediate the interaction of platelet agonists and their receptors and therefore control platelet activation. Several previous publications demonstrated enhancing as well as inhibiting effects by insulin on platelet activation, adhesion and aggregation. These insulin- mediated effects are reported to act via the cGMP and cAMP pathway as well as the activation of eNOS by insulin in platelets. Our findings show that there is no acute insulin dependent effect on platelet function under physiologic and pathologic glucose levels. Insulin showed no effect on the phosphorylation of intracellular markers of platelet activation like PKB, VASP, P38 und ERK. Furthermore an effect on platelet aggregation and the activation of the platelet surface receptor integrin αIIbβ3 and the expression of P-Selectin on the platelet surface after insulin stimulation was also not detectable. Expression of the IR was not detectable in platelets which agrees with our other data that insulin-stimulation did not trigger IR phosphorylation or activation of any insulin-induced downstream signalling pathways in platelets including eNOS, PKB, ERK, and p-38 MAPK. These data indicate that either there is no functionally active IR expressed in platelets or that the copy number of IR proteins is too low to activate downstream signalling systems like PKB and MAPK. We could also show that eNOS is not present in platelets and that its activation by insulin, postulated in previous publications, is therefore not given. The antibody which we employed and which was also used in other publications against phospho-eNOS recognizes another protein of the same size, which we could demonstrate in a control experiment with eNOS-/- knock out mice. However, we could detect an indirect insulin dependent effect on platelet endothel adhesion and aggregation in our flow chamber experiments. The insulin induced increase of endothelial NO caused a significant decrease of platelet adhesion to the endothelial cells.
KW  - Thrombozyt
KW  - Insulin
KW  - Insulinrezeptor
KW  - Diabetes mellitus
KW  - Endothel
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-28432
ER  - 
TY  - THES
A1  - Vielreicher, Martin Christian
T1  - Fluoreszenz-mikroskopische Untersuchung der Inaktivierung der Tyrosinkinase SRC im Integrin alphaIIb-beta3 -Signalweg
T1  - Studies on the inactivation process of the tyrosine kinase Src in the integrin alphaIIb-beta3 signaling pathway by fluorescence microscopy
N2  - Essentiell für die Blutstillung (Haemostase) ist die Thrombozyten- oder Blutplaettchen-Adhaesion und die Thrombus-Bildung. Beide Vorgaenge werden hauptsaechlich durch den Thrombozyten-Rezeptor Integrin alphaIIb-beta3 vermittelt. Nach Bindung des Liganden Fibrinogen aendert sich die Rezeptor-Konformation, Integrine assoziieren und ein intrazellulaeres Signalnetzwerk wird aktiviert, welches die Organisation des Aktin-Zytoskeletts steuert. Diese Zytoskelett-Reorganisationen sind Grundlage für zellulaere Adhaesions- und Aggregations-Prozesse. Die Signalvermittlung vom Integrin zum Zytoskelett wird durch die Protein-Tyrosinkinase Src eingeleitet, deren Aktivitaetszustand den Signalweg reguliert. Bei der Src-Aktivierung wird Tyrosin 418 durch Autokatalyse phosphoryliert. Die Kinase muss jedoch wieder inaktiviert werden. Dies übernimmt in Plaettchen ausschliesslich die Tyrosinkinase Csk (C-terminale Src Kinase) durch Phosphorylierung von Tyrosin 529 im C-terminalen Ende des Proteins. Die Csk-vermittelte Inaktivierung von Src stellt den entscheidenden Kontrollschritt des alphaIIb-beta3-vermittelten Signalwegs dar. Obwohl bekannt ist, dass die Src-Aktivierung bei der Zelladhaesion an den Zellraendern der Lamellipodien geschieht und man den Mechanismus und die Kinetik der Src-Csk Interaktion genauer versteht, ist bislang immer noch unbekannt, wo und wie Src inaktiviert wird bzw. welche Rolle der Src-Inaktivierung genau zukommt. FRET (Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer) ist ein physikalischer Effekt, mit dem Interaktionen beliebiger fluoreszenzmarkierter Proteine mikroskopisch detektiert werden koennen. Diese Technik wurde genutzt, um die Src-Csk-Interaktion waehrend der alphaIIb-beta3-vermittelten Fibrinogen-Adhaesion in einer etablierten Thrombozyten-Modellzelllinie (A5-CHO) direkt visualisierbar zu machen. Es zeigten sich starke Src-Csk Interaktionen (FRET-Signale) an den Zellraendern aktiver Lamellipodien und zusaetzlich in Fokalkontakten, wo beide Proteine mit Vinculin, einem Fokalkontakte-Marker, co-lokalisierten. Die Proteininteraktionen folgten einem hochdynamischen Ablauf. Nach der Akkumulation der Src-Csk Komplexe an den Zellraendern wanderten sie in Abstaenden von 2-3 Minuten nach innen, fragmentierten und bildeten schliesslich stabile Fokal-Adhaesionen. FRET-Signale an den Zellraendern fanden sich vor allem in ruhenden Lamellipodien bzw., waehrend des Lamellipodien-Rückzugs, in wachsenden Lamellipodien traten die FRET-Signale dort dagegen nicht auf. In unabhaengigen biochemischen Tests im Zeitfenster der FRET-Beobachtungen wurde ein spezifischer Anstieg der Src-Tyr529-Phosphorylierung (Inaktivierung) und eine parallele Abnahme der Src-Tyr418-Phosphorylierung (Aktivierung) gemessen. Weiterführende Ergebnisse lieferten Versuche mit Src- und Csk-Mutanten. Die Co-Expression von Wildtyp-Src mit Kinase-inaktivem CskK222R hatte weder einen Effekt auf die Adhaesion und Ausbreitung der Zellen noch auf die Praesenz von FRET, es aenderte sich jedoch drastisch die zellulaere Verteilung der FRET-Signale sowie das Wachstum und die Form der Lamellipodien. Die Co-Expression von Wildtyp-Csk mit konstitutiv aktivem SrcY529F verursachte dagegen eine stark verringerte Adhaesionsfaehigkeit und Hemmung der Lamellipodien-Bildung. Die Fokal-Adhaesionspunkte in diesen Zellen waren sehr schwach und ueberdimensioniert und lagen ungeordnet verteilt in der Adhaesionsebene. Zusaetzlich verursachte SrcY529F eine starke Ueberaktivierung des Zytoskeletts und das fast vollstaendige Verschwinden der FRET-Signale. Die ermittelten Daten zeigen, dass die enge Kontrolle der Src-Aktivitaet durch Csk eine bedeutende Rolle für die funktionelle Zell-Adhaesion and -Ausbreitung spielt. Co-Immunpraezipitations-Resultate und Messungen der Menge an markiertem Protein in Zellen, in welchen FRET detektierbar war, untermauern zusaetzlich unsere These, zum ersten Mal die Src-Regulation durch Csk in lebenden Zellen direkt beobachtbar gemacht zu haben. Dieser neue FRET-Ansatz kann auch als Reporter-System für Prozesse der Src-Inaktivierung in anderen Signalwegen und Zellen angewendet werden. Das Messprinzip kann weiterhin auf das Studium der Inaktivierung weiterer Mitglieder der Familie der Src-Kinasen (in verschiedensten Signalwegen) erweitert werden.
N2  - Platelet adhesion and thrombus formation required for functional hemostasis depends on integrin receptor mediated “outside-in” signaling to the cytoskeleton. Integrin alphaIIb-beta3 is the major integrin on the platelet surface and acts as a specific receptor for the plasma protein fibrinogen. Fibrinogen binding causes clustering of integrins within the plasma membrane activating the protein tyrosine kinase Src (signal initiation) by phosphorylation of tyrosine 418. Src, however, is negatively regulated by another tyrosine kinase, Csk (C-terminal Src kinase), which phosphorylates tyrosine 529. Although, in adhering cells, it is believed that Src is getting activated at lamellipodia leading edges, neither the cellular location nor the dynamics and exact role of Src inactivation is known to date. Here, we studied Src inactivation during alphaIIb-beta3-dependent adhesion to fibrinogen in the established platelet model cell line A5-CHO. Using a live cell FRET (fluorescence resonance energy transfer) microscopy technique with CFP and YFP label molecules (cyan and yellow fluorescent protein), we were able to image highly dynamic Src-Csk interactions at the leading edges of active lamellipodia. Every 2-3 minutes, signals detecting Src-Csk interactions (complexes) appeared at the cell periphery before they begin to move inward in the cell and reorganize while lamellipodia start to protrude (grow). FRET signals were also found in small accumulations at the fringe and also further to the centre of the adhesion plane (focal complexes and adhesions). Src and Csk co-localize with vinculin (a focal adhesion marker) within these regions. During the runtime of FRET observation a specific increase in Src-Tyr529 phosphorylation with a parallel decrease in Src-Tyr418 phosphorylation was observed supporting the idea that Src inactivation occurs within the cells. The role of Src-Csk interaction was studied in further detail using Src and Csk mutants. The data revealed that co-expression of inactive CskK222R did not alter the presence of FRET signals, but fundamentally changed its distribution within the cell. Furthermore it caused lamellipodia shape changes and a tendency of constant lamellipodia protrusion. Co-expression of constitutively active SrcY529F in turn caused a severe adhesion and spreading dysfunction. Adherent cells showed very weak, disorganized and oversized focal adhesions, a hyper-activated cytoskeleton (visible in fast-changing membrane blebs) and absence of FRET signals. Results from immunoprecipitation analyses and protein level determination within cells, in which FRET was detectable, further supported that we were able, for the first time, to directly visualize Src (and integrin) regulation by Csk control in live cells. The results show that Src control by Csk is ultimately required for lamellipodia and focal adhesion function and thus for cell anchorage and spreading. The novel FRET-approach reported here can be readily applied to other integrin and signaling pathways including the study of closely related Src family kinases (SFKs). Results may also contribute to a better understanding of the processes of tumor formation.
KW  - Antigen CD41
KW  - Src-Proteine
KW  - C-terminal-Src-Kinase
KW  - Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer
KW  - Thrombozyt
KW  - CHO-Zelle
KW  - Lamellipodium
KW  - Zellskelett
KW  - Zelladhäsion
KW  - Integrin alphaIIb-beta3
KW  - integrin alphaIIb-beta3
KW  - src kinase
KW  - csk
KW  - FRET
KW  - platelet
KW  - cell adhesion
KW  - CHO cell
KW  - lamellipodium
KW  - actin cytoskeleton
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-26743
ER  -