Authors:	Schäfer, Marina
Title:	Etablierung eines Triple-Kultur-Modells der oberen Atemwege unter Einbeziehung immunkompetenter Zellen
Online publication date:	1-Oct-2014
Year of first publication:	2014
Language:	german
Abstract:	Organophosphate können chronische Lungenerkrankungen und Vergiftungen hervorrufen. Bei der Vergiftung erfolgt eine Immunreaktion, welche noch nicht erforscht ist. In dieser Arbeit wurden Toxizitätsstudien an dendritischen Zellen und einem bronchialen Triple-Kultur-Modell durchgeführt. Dendritische Zellen spielen bei der ersten Immunabwehr in der Lunge eine große Rolle. Aus der Zell-Linie THP-1 und primären Monozyten wurden reife dendritische Zellen differenziert und mittels Durchflusszytometrie und Immunfluoreszenz auf spezifische Zellmarker, wie zum Beispiel CD11c, CD83 oder auch CD209, charakterisiert und etabliert. Durch die Vergiftung der Zellen mit Dimethoat und Chlorpyrifos konnte eine Erhöhung des Zelltodes, die Sekretion von proinflammatorischen Mediatoren, Veränderungen in der Morphologie der Zellen und ein Effekt auf den Proteinkinase-Signalweg festgestellt werden. Spezifische dendritische Zellmarker (CD83, CD209) wurden inhibiert und die Dendriten der Dendritischen Zellen kürzer und beschädigt. Die Schädigung von Chlorpyrifos war erheblich größer, als die bei Dimethoat.\r\nDie weiteren Toxizitätsstudien wurden an einem bronchialen Triple-Kultur-Modell durchgeführt. Hierzu wurden auf Transwell-Filtermembranen bronchiale Epithelzellen, Fibroblastenzellen und Dendritische Zellen verwendet. Die bronchialen Epithelzellen und Fibroblastenzellen waren hier physiologisch voneinander getrennt, konnten aber durch Poren in der Membran miteinander interagieren. Die Etablierung des Triple-Kultur-Modells erfolgte durch die Untersuchung von Entzündungsprozessen, durch Stimulation mit LPS, TNF-alpha und Interferon-gamma. In der Ko-Kultur konnten Zell-Zell-Kontakt Schädigungen und Erhöhung von proinflammatorischen Markern, wie zum Beispiel IL-1ß, IL-6 oder auch IL-8 gemessen werden. Versuche in der Triple-Kultur zeigten den positiven Effekt von Dendritischen Zellen. Bei höheren Konzentrationsbereichen von Dimethoat und Chlorpyrifos konnte ein Wandern der Zellen zu den geschädigten Zell-Zell-Kontakten nachgewiesen werden. Die Ausschüttung der proinflammatorischen Mediatoren wurde inhibiert, vor allem bei IL-10 war eine deutliche Reduktion, um mehr als 70% messbar. Ebenso konnten Veränderungen in dem Apoptose-Signalblick festgestellt werden. Vor allem anti-apoptotische Proteine wurden nach einer Vergiftung der Triple-Kultur induziert. Interventionsstudien mit Vitamin C zeigten allerdings keinen positiven Effekt. Organophosphourus compounds (OPC, including nerve agents and pesticides) can cause chronic lung diseases and poisoning. The immune reaction after a poisoning has not been investigated yet. In this work, the influence of Organophosphourus compounds performed on dendritic cells and a bronchial triple-culture model had been tested. Dendritic cells play a major role in the initial immune response in the lungs. The cell line THP-1 or primary monocytes had been differentiated into mature dendritic cells. The dendritic cells had been characterized and established by flow cytometry and immunofluorescence with specific cell markers, as CD11c, CD83 or CD209. After a poisoning of the cells with chlorpyrifos and dimethoate, an increase of cell death, the secretion of proinflammatory mediators, changes in the morphology of the cells and an effect on the protein kinase pathway could be detected. Specific dendritic cell markers (CD83, CD209) had been inhibited and the dendrites of dendritic cells had been damaged and got shorter. The injury of the cells was higher after a chlorpyrifos poisoning than that of dimethoate.\r\nFurther studies had been performed on a bronchial triple-culture model. For this purpose, transwell filter membranes had been used with bronchial epithelial cells, fibroblasts and dendritic cells. The bronchial epithelial cells and fibroblasts had been physiologically separated, but could interact with each other through pores in the membrane. The establishment of the triple-culture model was carried out by study inflammatory processes with the stimulation of LPS, TNF-alpha and interferon-gamma. In the co-culture model cell-cell contact damages, increase of proinflammatory markers such as IL-1ß, IL-6 or to IL-8 had been measured. Analysis in the triple-culture model showed the positive effect of dendritic cells. At higher concentrations of dimethoate and chlorpyrifos a migration of the cells to damaged cell-cell contacts could be proofed. Proinflammatory mediators had been inhibited, especially IL-10 was more than 70% significantly reduced. Also changes in the apoptosis signal-view could be detected. Especially anti-apoptotic proteins were induced after poisoning the triple-culture model. Although intervention studies with vitamin C showed no positive effects.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 04 Medizin
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-2880
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-38438
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	123 S.
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