Etablierung eines in-vitro Modells zur Untersuchung von Arzneistoffeffekten an putativen epidermalen Stammzellen und deren transient amplifizierenden Tochterzellen

Abstract

Die epidermale Gewebeerneuerung basiert auf persistenten Stammzellen und kurzlebigen transient amplifizierender Tochterzellen. Diese Zelltypen unterscheiden sich z.B. in Proliferationspotential, Zellzyklusaktivität und ihren Differenzierungsgrad. Aufgrund dessen wäre eine unterschiedliche Reaktion auf applizierte Wirkstoffe denkbar, woraus sich unterschiedliche Konsequenzen für die Regulierung des epidermalen Gewebes ergeben könnten. Zur Trennung der beiden Zellpopulationen wurde eine Methode, basierend auf der Zellaffinität an Kollagen IV, etabliert. Für die In-vitro-Untersuchung von Arzneistoffeffekten auf epidermale Stammzellen und transient amplifizierende Zellen, wurden die Vitamin D3 Analoga Calcitriol, Calcipotriol und Tacalcitol ausgewählt. Aufgrund ihrer antiproliferativen und prodifferenzierenden Eigenschaften sowie ihrer endogen-basierten Rolle in der Regulation der epidermalen Homöostase stellen sie interessante Wirkstoffe dar, besonders hinsichtlich ihrer Effekte auf den Phänotyp der epidermalen Stammzelle. Die Wirkstoffeffekte auf die Zellzyklusaktivität und die Expression des basalen Adhäsionsproteins β1-Integrin waren bei den Phänotypen der Stammzelle und der transient amplifizierenden Zelle gleich. Unterschiede in der Reaktion auf die Vitamin D3 Analoga zeigten sich bei der Koloniebildungseffizienz als Marker für das Proliferationspotential sowie bei der Expression des basalen Zytokeratins 14 als zellstabilisierende Komponente. Durch die stammzellspezifische Reduktion des Proliferationspotentials könnte eine übermäßige Versorgung mit sich schnell-teilenden, transient amplifizierenden Tochterzellen gestoppt werden. Des Weiteren wird durch die Induzierung des basalen Zytoskelettproteins eine selektive Stabilisierung des Stammzellphänotyps erreicht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen deuten darauf hin, dass Vitamin D3 Analoga das Stammzellverhalten potentiell normalisieren können, indem sie als endogener Nischenfaktor fungieren.