Titelaufnahme

Titel
Testing of specific adsorbents on endothelial cell activation in a two-step cell culture model of gram-negative sepsis / submitted by Anita Schildberger
VerfasserSchildberger, Anita
Begutachter / BegutachterinSexl, Veronika
Erschienen2010
Umfang96 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Diss., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Entzündung / endotheliale Dysfunktion / Zytokine / Lipopolysaccharide / Blutreinigung
Schlagwörter (EN)inflammation / endothelial dysfunction / cytokines / lipopolysaccharide / blood purification
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-5481 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Testing of specific adsorbents on endothelial cell activation in a two-step cell culture model of gram-negative sepsis [5.75 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Sepsis ist ein klinisches Syndrom das durch die Präsenz von einer Infektion und einer systemischen Entzündungsreaktion definiert ist. In der Gram-negativen Sepsis wirkt Lipopolysaccharid (LPS) auf die Aktivierung der Blutzellen und des Endothels sowie auf das Komplement- und Gerinnungssystems, die in komplexen Netzwerken interagieren und zu multiplem Organversagen und Tod führen können. Die Inzidenz und Mortalität von Sepsis ist hoch und die Behandlung von septischen Patienten teuer, das zu einer beträchtlichen ökonomischen Belastung der Gesundheitssysteme führt. Neben anderen Therapien wird die Modulation von entzündlichen Mediatoren im Plasma von Sepsispatienten, z.B. durch extrakorporalen Blutreinigung als potentielle unterstützende Therapie angesehen.

Die Ziele der Studie waren die Etablierung und Charakterisierung eines zweistufigen Zellkulturmodells für die Gram-negative Sepsis um die endotheliale Zellaktivierung zu überwachen und den Effekt der Modulation von Entzündungsmediatoren auf die Zellaktivierung zu bewerten. Weiters könnte das Modell für die Identifizierung neuer potentiell therapeutischer Ziele verwendet werden. Monozytäre THP-1 Zellen wurden mit LPS von Pseudomonas aeruginosa in plasmahältigem Medium stimuliert.

Kulturüberstände, die LPS und sekretierte Faktoren von stimulierten THP-1 Zellen beinhalteten, wurden auf humane Nabelschnurendothelzellen (HUVEC) aufgebracht. Der Effekt der adsorptiven Entfernung des pro-inflammatorischen Zytokins Tumornekrosefaktor-[alpha] (TNF-[alpha]) oder/und LPS auf die HUVEC-Aktivierung wurde bewertet indem die Zytokinsekretion von Interleukin (IL)-6 und IL-8, die Sekretion des Fibrinolyseinhibitors Plasminogen-Aktivator-Inhibitor-1 (PAI-1), die Aktivität des Transkriptionsfaktors nuklear Faktor kappa B, und die Oberflächenexpression des interzellulären Adhäsionsmolekül-1 und E-selectin bestimmt wurden. Die Voradsorption von TNF-[alpha] bevor der HUVEC Stimulation, sowie die ein- oder dreistündige Vorstimulation der HUVEC bevor der Adsorberapplikation führte zur verringerten HUVEC-Aktivierung. Die Voradsorption von LPS hatte keinen Effekt auf die HUVEC-Aktivierung und führte ebenfalls zu keinem weiteren Abfall der HUVEC-Aktivierung in Kombination mit einer TNF-[alpha] Entfernung.

Schließlich ist festzustellen, dass TNF-[alpha] ein starker Aktivator der HUVEC-Aktivierung ist wohingegen 10 ng/ml LPS von Pseudomonas aeruginosa die HUVEC nicht aktiviert, wenn unsere experimentellen Bedingungen und Tests verwendet werden. Das in dieser Studie etablierte Zellkulturmodell erlaubt die Überwachung der endothelialen Zellaktivierung, die eine wichtige Rolle in der Sepsis spielt, und womöglich hilft den Effekt der Mediatormodulation in der extrakorporalen Blutreinigung zu bewerten.

Zusammenfassung (Englisch)

Sepsis is a clinical syndrome defined by the presence of both infection and a systemic inflammatory response. In Gram-negative sepsis, lipopolysaccharide (LPS) activates blood cells and the endothelium as well as complement and coagulation systems that interact via complex networks which may result in multiple organ failure and death. Incidence and mortality of sepsis are high and the treatment of septic patients is expensive and leads to an enormous economic burden for health care systems. Among others, the modulation of inflammatory mediators in the plasma of sepsis patients e.g. by extracorporeal blood purification may be a potential supportive treatment.

The aims of this study were to establish and characterise a two-step cell culture model of Gram-negative sepsis to monitor endothelial activation and to assess the effect of modulation of inflammatory mediators on cell activation. In addition, the model may be used to identify new potential therapeutic targets. Monocytic THP-1 cells were stimulated with LPS from Pseudomonas aeruginosa in media containing human plasma. Culture supernatants containing LPS and factors secreted by THP-1 cells in response to stimulation were applied to human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). The effect of adsorptive removal of the pro-inflammatory cytokine tumour necrosis factor-[alpha] (TNF-[alpha]) or/and LPS on HUVEC activation was assessed by determination of the cytokine secretion interleukin (IL)-6 and IL-8, the secretion of the fibrinolysis inhibitor plasminogen activator inhibitor-1, activity of the transcription factor nuclear factor kappa B, and the surface expression of intercellular adhesion molecule-1 and E-selectin. Pre-adsorption of TNF-[alpha] before HUVEC stimulation, but also prestimulation of HUVEC for 1 or 3 h before adsorbent application resulted in decreased HUVEC activation. Pre-adsorption of LPS had no effect on HUVEC activation and also did not further decrease HUVEC activation in combination with TNF-[alpha] removal.

In conclusion, TNF-[alpha] is a strong activator of HUVEC activation whereas 10 ng/ml LPS from Pseudomonas aeruginosa did not activate HUVEC under our experimental conditions and with the read-out assays applied.

The cell culture model established in this study permits the monitoring of endothelial cell activation, which plays a central role in sepsis.

Thus it may serve to assess the effect of mediator modulation by methods such as extracorporeal blood purification.