Neurale Progenitoren : in vitro Untersuchungen und Charakterisierungen der Proliferation und Differenzierung zu dopaminergen Neuronen

Mauth, Corinna

In der vorliegenden Arbeit wurde die in vitro Proliferation und Differenzierung neuraler mesenzephaler Progenitoren embryonaler Ratten in Abhängigkeit von den Kulturbedingungen mittels genomischer, immunhistochemischer und metabolischer Analysen untersucht. Im Mittelpunkt der Experimente stand zum einen das Entwicklungsstadium der Spenderembryonen. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigten deutlich, dass neurale Progenitoren aus frühen embryonalen Entwicklungsstadien (E11-12) ein höheres Proliferations- und Differenzierungspotential zu Dopaminneuronen aufweisen. Da oxidativer Stress als eine Ursache für die selektive Degeneration dopaminerger Neurone bei Morbus Parkinson diskutiert wird, wurden zum anderen Untersuchungen des Einflusses des Sauerstoffpartialdrucks auf die Stoffwechselaktivität und Vitalität der Zellen durchgeführt. Dazu wurden neurale Primärzellen und Zelllinien in einem neu entwickelten bioFolie-Membransystem (BFMS) mit gasdurchlässiger Kulturoberfläche und auf herkömmlichen Multiwellplatten differenziert. Die Untersuchungen zeigten, dass der Grad der Differenzierung zu Dopaminneuronen bei hohen Sauerstoffpartialdrücken in beiden Systemen abnimmt. Eine dabei gegenüber der Kontrollkultur um 50% erhöhte Apoptoserate macht das neuartige BFMS zu einem geeigneten in vitro Modell, um den Einfluss oxidativen Stresses auf neurale Zellsysteme zu evaluieren.

In the present thesis the in vitro proliferation and differentiation of neural mesencepahlic progenitors of embryonal rats were assessed by means of genomic, immunohistochemical and metabolic analysis in dependency on the culture conditions. The experiments focused on one hand on the developmental stage of the donor embryos. The results of this studies indicated, that neural precursors obtained from the early developmental stage (E11-12) show a significantly higher proliferative and differentiative potential into dopaminergic neurons. In addition, the influence of the oxygen partial pressure on the metabolic activity and vitality of the cells was examined, since oxidative stress is discussed as a cause of the selective degeneration of dopaminergic neurons in Morbus Parkinson. Therefore primary neural cells and cell lines were differentiated both in a newly developed bioFoil membrane system (BFMS) with a gas-permeable bottom and on conventional multiwell plates. The investigations showed that the degree of differentiation towards dopaminergic neurons decreased due to elevated oxygen levels in both systems. As the apoptotic rate thereby increased by 50% compared to the control culture the BFMS can be used as a suitable in vitro model for the evaluation of the influence of oxidative stress on neural cell systems.

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Mauth, Corinna: Neurale Progenitoren : in vitro Untersuchungen und Charakterisierungen der Proliferation und Differenzierung zu dopaminergen Neuronen. 2004.

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