Titelaufnahme

Titel
Der Einfluss chemisch simulierter Hypoxie auf die Differenzierung des Osteoklasten / eingereicht von Stefan Schröckmair
VerfasserSchröckmair, Stefan
Begutachter / BegutachterinGruber, Reinhard
Erschienen2010
Umfang50 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Dipl.-Arb., 2010
Anmerkung
Zusammenfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Hypoxie / Osteoklast / HIF-1 alpha / GTR / Implantate / Parodontologie
Schlagwörter (EN)hypoxia / osteoclast / HIF-1 alpha / GTR / implants / periodontology
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-1187 Persistent Identifier (URN)
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Der Einfluss chemisch simulierter Hypoxie auf die Differenzierung des Osteoklasten [0.96 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Problemstellung: Ein rezenter Ansatz zur Förderung der Knochenregeneration ist die pharmakologische Simulation von Hypoxie durch sogenannter small molecules. Osteoklasten sind an der Knochenregeneration beteiligt. Die Wirkung der small molecules an deren Entstehung von Osteoklasten ist jedoch unklar. Material und Methode: Um den Einfluss der small molecules auf die Bildung von Osteoklasten zu untersuchen, wurden Knochenmarkzellen mit Desferrioxamin (DFO), Dimethyloxalylglycine (DMOG), L-Mimosin (L-MIMO) und Kobaltchlorid (CoCl2) inkubiert. Gemessen wurde die Vitalität, die Proliferation und die Proteinsynthese der hämatopoetischen Vorläuferzellen. Zudem wurde der Einfluss der small molecules auf die Differenzierung hämatopoetischen Vorläuferzellen zu Tartrat-resistente saure Phosphatase-positive (TRAP+) mehrkernigen Zellen, den osteoklastären Zellen, bestimmt.

Resultate: Unsere Ergebnisse zeigen, dass DFO, DMOG, L-MIMO und CoCl2 die Osteoklastogenese in nanomolaren Konzentrationen reduzierten. Es nahm sowohl die Anzahl der Osteoklasten als auch die resorptive Aktivität der Zellen ab. Die small molecules bewirkten zudem eine Hemmung der Vitalität, der Proteinsynthese und der Proliferation.

Auffallend war, dass die Vitalität weniger unterdrückt wurde als die Proteinsynthese und die Proliferation. Toxische Effekte der small molecules wurden ebenfalls nachgewiesen.

Schlussfolgerung: Unsere Daten zeigen, dass die small molecules eine hemmende Wirkung auf die Entstehung von Osteoklasten in vitro ausübt.

Eine therapeutische Reduktion der Osteoklastogenese und damit der Knochenresorption könnte in der Implantologie von Vorteil sein. Ob sich unsere in vitro Daten auch auf die in vivo Situation übertragen lassen ist Gegenstand aktueller präklinischer Studien.

Zusammenfassung (Englisch)

One way to stimulate angiogenesis and tissue regeneration is the intracellular stabilization of the transcription factor HIF-1 alpha through "small molecules"(SM) such as Desferrioxamine (DFO), Dimethyloxaloylglycine (DMOG), L-Mimosine (L-MIM) and Kobaltchlorid (CoCl2) To use the described angiogenic potential in bone regeneration we have to understand the impact of SM on osteoclasts and osteoclastogenesis.

The aim of our study is to test for direct and indirect effects of DFO, L-MIM, DOMG und CoCl2 on osteoclast like cells .We observed the effects on levels of vitality, proliferation, protein synthesis, apoptosis and necrosis. We understand the indirect effect as a change in RANKL/OPG expression ratio of SM stimulated fibroblasts belonging to gingival and periodontal ligament. We used our osteoclast bioassay measuring vitality (MTT-conversion), proliferation (3[H]thymidin- incorporation) and protein synthesis (3[H]prolin- incorporation) of hematopoietic precursors and the differentiation to tartrate resistant acid phosphatase positive (TRAP+) multi nuclear cells. We found a suppression of SM treated osteoclasts in number and activityVitality, proliferation and protein synthesis was decreased dose dependently. Interesting was, that vitality was not as strong suppressed as proliferation and protein synthesis.

These findings lead us to the conclusion, that SM primarily reduce proliferation, and on a secondarily reduce vitality leading to a suppression of osteoclasts. A therapeutic reduction of osteoclasts and bone resorption can be of benefit in Implantology. Further clinical trials to examine the far more complex situation in vivo should be done.