Universität zu Köln

Demir, Seda ORCID: 0000-0002-4569-4996 (2023). Charakterisierung primärer Mikroglia auf weichen, elastischen PDMS-basierten Substraten in-vitro als Modell des intrinsischen zerebralen Milieus. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Über streng regulierte entzündungshemmende und -fördernde Kaskaden sind Mikroglia, als residente Immunzellen des Zentralen Nervensystems (ZNS), an einer Vielzahl physiologischer und pathologischer Vorgängen beteiligt. Ihre Aktivierung kann in der Folge – in Abhängigkeit etwa von den Umständen ihrer Aktivierung sowie dem zeitlichen Verlauf – sowohl Regeneration fördern, aber auch Neurodegeneration beschleunigen 1-4. Aus diesem Grund erweist sich die Beeinflussung von Mikroglia im Rahmen der neurologischen Forschung als ein mögliches therapeutisches Konzept 5-7. Ergebnisse neuer Studien legen nahe, dass verschiedenste Zellentitäten im Gehirn nicht nur durch etwa Zytokine und Chemokine beeinflusst werden, sondern auch stark auf mechanische Eigenschaften ihrer Mikroumgebung reagieren 8. Die Auswirkungen der Elastizität ihrer Mikroumgebung auf Mikroglia blieben bisher jedoch unerforscht und sind Gegenstand dieser Arbeit (Blaschke, Demir et al., 2020). Unter der Hypothese, dass die elastischen Eigenschaften der Mikroumgebung Merkmale und Funktionen mikroglialer Zellen beeinflussen 8, wurden primäre Mikroglia aus der Ratte in einem Zellkultursystem auf Basis von Polydimethylsiloxan- (PDMS-) Elastomeren kultiviert. Auf diese Weise wurden physiologische Elastizitätsmodi im Gehirn imitiert und mit supraphysiologischen, demgemäß steiferen, konventionellen Zellkulturbedingungen verglichen. Wir untersuchten die funktionellen Parameter an Mikroglia unter "Ruhe"-Bedingungen, Mikroglia, die durch Lipopolysaccharid (LPS) zu einem pro-inflammatorischen Phänotyp aktiviert wurden sowie Mikroglia, die durch Interleukin-4 (IL4) zu einem antiinflammatorischen Phänotyp polarisiert worden waren (Blaschke, Demir et al., 2020).Die Überlebensfähigkeit der Mikroglia war auf weichen Substraten nicht beeinträchtigt. Es wurde dabei auf den weichen Substraten eine auf das Zweifache erhöhte Proliferation der Mikroglia beobachtet. Darüber hinaus förderten weiche Substrate die Expression des Aktivierungsmarkers Vimentin in Mikroglia. Ferner wurde auf weicheren Substraten der Marker alternativ aktivierter Mikroglia (M2- Marker) Cluster of Differentiation 206 (Unterscheidungsgruppe 206, CD206) hochreguliert sowie parallel vermehrt der Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor 1 (Insulin-like Growth Factor 1, IGF1) sezerniert. Die Hochregulation von CD206 1 2 konnte durch Blockade dehnungsabhängiger Chloridkanäle aufgehoben werden (Blaschke, Demir et al., 2020)s Zusammenfassend fördert die Kultivierung von Mikroglia auf Substraten mit hirnähnlicher Elastizität über dehnungsabhängige Chloridkanäle einen antiinflammatorischen Aktivierungszustand. Die Daten heben die allgegenwärtigen, aber meist übersehenen, mechanobiologischen Effekte hervor, die auf alle Zellentitäten des Gehirns wirken, und bilden die Basis, um die komplexen Wechselwirkungen zwischen Mikroglia, neuralen Stammzellen und Glia in Gesundheit und Krankheit zu erschließen (Blaschke, Demir et al., 2020).

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Demir, Seda seda.demir@live.de orcid.org/0000-0002-4569-4996 UNSPECIFIED
Contributors:	Contribution Name Email Author UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-655890
Date:	28 February 2023
Place of Publication:	Köln
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Neurologie
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Mikroglia UNSPECIFIED
Date of oral exam:	28 February 2023
Referee:	Name Academic Title Rueger, Maria Adele Prof Dr. med. Dr. nat. med. Pfannkuche, Kurt PD R. rer. medic. Kürten, Stefanie Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/65589