Besiedelung und Differenzierung von respiratorischen Epithelzellen auf Fibrin Gel in statischer Kultur und verschiedenen Tiermodellen

• Cultivation and differentiation of respiratory epithelial cells onto fibrin gel in static culture conditions in different animal models

Albers, Stefanie; Jockenhövel, Stefan (Thesis advisor); Dreher, Michael (Thesis advisor)

Aachen (2018, 2019)
Doktorarbeit

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2018

Kurzfassung

Tracheale Obstruktionen durch Neoplasien stellen eine kritische klinische Situation dar. Bisher ist noch keine zufriedenstellende Behandlungsmöglichkeit für Patienten mit schweren trachealen Obstruktionen gefunden worden. Ein Problem eines Stents oder Atemwegprothese ist das Fehlen der so genannte mukoziliäre Clearance, um den Abtransport von Partikeln und Mukus aus den unteren Atemwegen zu gewährleisten. Diese ist abhängig von einer guten ziliären Differenzierung des respiratorischen Epithels. In dieser Arbeit wurde die Verbesserung der Besiedlung von Fibrin Gel mit respiratorischen Epithelzellen sowie die Differenzierung von respiratorischem Epithel in Zellkultur durch Co-kultur mit Fibroblasten, Kulturmedien, Air-Lift-Interface und Beschichtung in primären ovinen und porcinen Zellen untersucht. Es zeigte sich, dass bei ovinen und porcinen Zellen mit höherer ausgesäten Zelldichte die Zeit bis zur Konfluenz sinkt. Hohe Zelldichten führen zu einer Ablösung von schon angehefteten Zellen und einer ungleichmäßigen Verteilung. Niedrige Zelldichten führen zu einer vermehrten Verunreinigung mit Fibroblasten und einer längeren Dauer bis zur Konfluenz. Die Co-Kultur von porcinen Fibroblasten in Fibringel mit einer Konzentration von 10 *105 Zellen pro cm³ führte zur Ausbildung eines gleichmäßigen pseudostratifizierten respiratorischen Epithels. Höhere Konzentrationen an Fibroblasten zu keinem positiven Effekt. Respiratorische Epithelzellen von Schwein und Schaf konnten mittels der getesteten Differenzierungsmedien ohne Co-Kultur nicht differenziert werden. Es ergeben sich spezies-spezifische positive Effekte einiger Zellkulturmedien. Durch diese Dissertation konnten Protokolle für die Kultur von respiratorischen ovinen und porcinen Epithelzellen etabliert werden. Es konnte erstmalig ein 3-dimensionales Co-Kultursystem auf Fibrin-Gel Basis geschaffen werden. Die genauen Mechanismen der Differenzierung und Anheftung von respiratorischen Epithel wurden nicht geklärt. Es ergeben sich mehrere Ansatzpunkte um die Anwendung von respiratorischen Epithelzellen im Tissue Engineering weiter zu erforschen.