dc.contributor.author
Hoffmann, Dirk
dc.date.accessioned
2018-06-07T17:37:24Z
dc.date.available
2006-09-01T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/4062
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-8262
dc.description
Deckblatt-Impressum
persönlicher Dank / Zitat
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Einleitung
Literaturübersicht
Material und Methoden
Ergebnisse
Diskussion
Zusammenfassung
Summary
Literaturverzeichnis
Danksagung
Lebenslauf
Selbständigkeitserklärung
dc.description.abstract
Ein organotypisches dermoepidermales in vitro Modell aus bovinen Fibrozyten
und Keratinozyten der Rinderklaue wurde basierend auf den Untersuchungen von
NEBEL (2005) entwickelt, charakterisiert und experimentell eingesetzt.
Enzymatische Zellisolierungsverfahren wurden an die besonderen Eigenschaften
des Klauengewebes adaptiert, um die Kultivierung zu optimieren. Mit diesen
Verfahren konnten Dermis und Epidermis zuverlässig und exakt voneinander
getrennt werden, um im weiteren Verlauf möglichst reine Kulturen beider
Zelltypen zu erhalten. Die isolierten Primärkulturen und daraus kultivierten
Zelllinien wurden mittels morphologischer und immunhistochemischer
Untersuchungstechniken charakterisiert. Kommerziell erhältliche
Perfusionskammersysteme wurden derart modifiziert, dass die isolierten Zellen
in den Kammern angezüchtet werden konnten. Da die kommerziellen Kammern
technisch suboptimal waren, wurden eigene neue Kammersysteme entwickelt und
für die Langzeitperfusionskultur verwendet. Anders als in statischen Kulturen
wurde aufgezeigt, dass in einer Perfusionskammer die beiden Zelltypen
schneller proliferierten, sich organspezifisch differenzierten und über Monate
vital blieben. Es wurden Filtermaterialien gefunden, die als Biomembranen
geeignet sind, um die Grundlage für das Wachstum der organotypischen Kulturen
zu bilden. Mit den technisch optimierten Perfusionskammersystemen konnten
Fibrozyten und Keratinozyten aus dem Klauengewebe erfolgreich dreidimensional
angezüchtet werden. Die licht- und elektronenmikroskopischen sowie die
immunhistochemischen Untersuchungen belegen, dass die räumliche Anordnung,
also die Gewebearchitektur und die Differenzierung der Zellen der Situation in
vivo weitgehend entsprachen; es konnten also organotypische Verhältnisse in
vitro erreicht werden. Diese organotypischen Kulturen wurden experimentell
eingesetzt, um ausgewählte Wachstumsfaktoren und Zytokine, die in der
Pathogenese der Klauenrehe eine Rolle spielen sollen, zu untersuchen. Es
wurden die Effekte von vier Faktoren (Keratinocyte growth factor, granulocyte
macrophage-colony stimulating factor, interleukin 1-alpha und tumor necrosis
factor-alpha) auf die Proliferation und Differenzierung der Horn bildenden
Keratinozyten in vitro untersucht. Die Ergebnisse belegen, dass die
Proliferation der Horn bildenden Zellen der Klaue durch diese Zytokine
moduliert wird. Diese Faktoren sind damit sehr interessante Kandidaten für
weiterführende Untersuchungen zur Pathophysiologie der Klauenrehe. Die in
dieser Arbeit entwickelten und erprobten organotypischen Kulturen und
Perfusionskammersysteme sind leistungsfähige Werkzeuge für weiterführende
Arbeiten zur dermoepidermalen Interaktion in der Pathogenese der Klauenrehe
und zum Studium beteiligter Pathomechanismen. Die Systeme und die Technologie
bilden darüber hinaus eine Grundlage für die Bearbeitung entsprechender
Fragestellungen bei andern Tierarten, also z.B. bei der Erforschung der an der
Pathogenese der Hufrehe beteiligten Gewebeinteraktionen. Darüber hinaus sind
diese Systeme eine Grundlage für die Untersuchung von Regulations- und
Pathomechanismen in anderen Geweben/Organsystemen, wie z.B. der Haut oder der
Placenta, in denen die dermoepidermale Kommunikation eine Rolle für den Erhalt
der Gewebeintegrität und der Entwicklung von Erkrankungen spielt.
de
dc.description.abstract
An organotypic dermoepidermal in vitro model of fibrocytes and keratinocytes
isolated from the bovine hoof was developed basing on the investigations of
NEBEL (2005). The model was characterised and challenged experimentally.
Enzymatic methods for the isolation of cells were adapted to the specific
properties of claw tissue in order to optimise the culture. Using these
methods it was possible to separate dermis and epidermis precise and
reproducible to obtain highly pure cultures of both cell types. The isolated
primary cultures were characterised by means of morphological and
immunohistochemical techniques. Commercial available perfusion chamber systems
were modified in a way that is was possible to use them to culture the
isolated hoof cells. As the commercial chambers were suboptimal, novel
chambers were developed and used for long term perfusion culture of the cells.
Different to static cultures it was shown that both cell types proliferated
faster, subsequently differentiated in an organ specific way and stayed vital
over months. Filter materials were identified and tested experimentally, which
were suitable as bio membranes in the chambers. These membranes provided the
basis for the organotypic growth of cells in the chamber. With the optimised
perfusion chamber systems fibroblasts and keratinocytes deriving from claw
tissue were cultured three dimensionally. Light and electron microscopic as
well as immunohistochemical examination proof that the spatial arrangement,
i.e. the tissue architecture and the differentiation of cells in vitro largely
resembled the situation in vivo. The culture in perfusion chambers
successfully simulated an in vivo situation in vitro. These organotypic
cultures were used for a series of challenge experiments to examine the
effects of selected growth factors and cytokines, which are believed to play a
role during the pathogenesis of bovine laminitis. The effects of four factors
(Keratinocyte growth factor, granulocyte macrophage-colony stimulating factor,
interleukin 1-alpha and tumor necrosis factor-alpha) on cellular proliferation
and differentiation were examined in vitro. The results provide evidence that
the proliferation of the horn producing keratinocytes is modulated by these
factors. Therefore these are promising candidates for continuative
examinations on the physiopathology of bovine laminitis. The novel organotypic
cultures and perfusion chambers developed and tested in the work presented
here are powerful tools for future research on dermoepidermal interactions
during the pathogenesis of bovine laminitis and on the mechanisms involved.
Beyond this, the systems and the associated technology provide a basis for
studying related problems in other species, e.g. laminitis in horse and its
pathomechanisms. Furthermore, the systems presented here could provide the
basis for investigation of the regulatory mechanisms in other tissues and
organs, such as skin or placenta, were dermoepidermal regulation plays a role
in maintenance of tissue integrity and development of disease.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Perfusionskammersysteme zur Entwicklung organotypischer Kokulturen boviner
Fibrozyten und Keratinozyten aus der Klaue
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. K.-D. Budras
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. K. Dämmrich
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. O. Dietz
dc.date.accepted
2006-06-22
dc.date.embargoEnd
2006-09-07
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000002305-7
dc.title.translated
Perfusion chamber systems for development of organotypic co-cultures of
fibrocytes and keratinocytes isolated from the bovine hoof
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000002305
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2006/474/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000002305
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dcterms.accessRights.openaire
open access