@phdthesis{Harms2012,
  author    = {Manuela Harms},
  title     = {Etablierung und Verwendung von humanen Keratinozytenmodellen zur Auffindung von Naturstoffen mit UV-sch{\"u}tzenden und regenerationsf{\"o}rdernden Wirkstoffen},
  journal    = {Application of human keratinocyte models for detection of natural products with UV protecting and regenerating activity},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-001161-3},
  year      = {2012},
  abstract  = {In Anbetracht der zunehmenden UV-Intensit{\"a}t und des Wissens um die Sp{\"a}tfolgen jedes einzelnen Sonnenbrandes besteht ein gro{\"s}es Interesse an UV-protektiven Wirkstoffen. Daher war es Ziel dieser Arbeit, neue Wirkstofflieferanten aus der Natur f{\"u}r diese Anwendung zu identifizieren. Ein breites Spektrum von verschiedenen Organismen wurde auf ihre protektiven oder regenerativen Effekte auf UVB-behandelte Keratinozyten hin gescreent und anschlie{\"s}end vielversprechende Naturstoffe ausgew{\"a}hlt und genauer untersucht. Zus{\"a}tzlich war die Auffindung von vitalit{\"a}tssteigernden sowie zytotoxisch wirkenden Extrakten und Reinstoffen von Interesse. Dazu wurden zun{\"a}chst in vitro Testmodelle auf Basis der humanen Keratinozytenzelllinie HaCaT etabliert und die Wirkung von UVB-Strahlung auf diese Zellen charakterisiert. Genutzt wurden der MTT-Assay zur Bestimmung der Vitalit{\"a}t und Proliferation, der Neutralrot-Assay zur Bestimmung der Integrit{\"a}t der Zellmembran und Proliferation und der Lactatdehydrogenase-Assay zur Bestimmung der Integrit{\"a}t der Zellmembran. Mittels Durchflusszytometer wurden Zellzyklusanalysen durchgef{\"u}hrt, sowie zur Erfassung von DNA-Sch{\"a}den die Einzelzellgelelektrophorese (Comet-Assay), au{\"s}erdem wurde mit Hilfe des Interleukin-6-Assays die zellul{\"a}re Zytokinproduktion gemessen. Nach Bestrahlung der HaCaT-Zellen mit UVB ergaben sich zeit- und dosisabh{\"a}ngig folgende wesentliche Effekte: Ein leichter G2/M-Arrest bei geringeren UVB-Dosen (10mJ/cm2-30mJ/cm2), ein G0/G1-Arrest bei h{\"o}heren UVB-Dosen (50mJ/cm2 und 100mJ/cm2), die dosisabh{\"a}ngige Zunahme des subG1-Peaks (Apoptoseinduktion), die Zunahme der LDH-Freisetzung mit steigender UVB-Dosis, die Stimulation der IL-6-Produktion mit steigender UVB-Dosis, sowie eine dosisabh{\"a}ngige Sch{\"a}digung der DNA sowohl sofort nach UVB-Bestrahlung als auch nach 24 st{\"u}ndiger Inkubation. Nach Testung verschiedener UVB-Dosen und unterschiedlicher Inkubationszeiten wurde zur Untersuchung der Naturstoffe mit einer Dosis von 20mJ/cm2 UVB und einer Inkubationszeit von 24 Stunden gearbeitet. Die Testung auf UV-protektive Wirkungen der Extrakte gegen{\"u}ber DNA-Sch{\"a}den anhand des Comet Assays erfolgte direkt nach UVB-Bestrahlung. In dieser Arbeit wurden insgesamt 100 verschiedene Extrakte und 12 Reinsubstanzen allein oder in Kombination mit UVB-Strahlung untersucht. Die getesteten Naturstoffe stammten von Algen, Cyanobakterien, terrestrischen und marinen Pilzen, sowie von Pflanzen. Im Folgenden sind die wichtigsten Ergebnisse aufgelistet: Eine vitalit{\"a}tssteigernde Wirkung auf HaCaT-Zellen zeigten 33 Extrakte und Reinsubstanzen. Durch die Inkubation mit 12 Naturstoffen konnte ein Serummangel-induzierter G0/G1-Zellzyklusphasenarrest bei den HaCaT-Zellen verhindert oder {\"u}berwunden werden. Ein durch UVB-Strahlung induzierter G2/M-Zellzyklusarrest konnte durch Inkubation der Zellen mit 9 Naturstoffen verhindert oder {\"u}berwunden werden. 11 Naturstoffe f{\"u}hrten zu einer verminderten Lactatdehydrogenase-Freisetzung UVB-bestrahlter Zellen. 5 Naturstoffe hemmten die UVB-induzierte IL-6-Produktion der Zellen. 15 Naturstoffe f{\"u}hrten auf unterschiedlichen Wegen zu einer Verminderung UVB-bedingter DNA-Sch{\"a}den an HaCaT-Zellen. Eine zytotoxische Wirkung auf HaCaT-Zellen zeigten 58 Extrakte und Reinsubstanzen Anhand der Ergebnisse sind die drei terrestrischen Pilze Inonotus nodulosus, Piptoporus betulinus und Tricholoma equestre, sowie die beiden Pflanzen Annona muricata und Harpephyllum caffrum aussichtsreiche Kandidaten f{\"u}r eine zuk{\"u}nftige Anwendung als Hautschutz- oder Hautpflegemittel. Des Weiteren haben auch die Extrakte von Nannochloropsis spec., Ganoderma lucidum, Ganoderma pfeifferi, Hydnotrya michaelis, Tricholoma populinum und Tamarix aphylla auff{\"a}llige Ergebnisse geliefert und verdienen weiteres Interesse. Die Ergebnisse zeigen die Eignung der etablierten Testmodelle zur Auffindung von Wirkstoffen mit UV-protektiven und weiteren Effekten auf Hautzellen. Gleichzeitig wird auch das gro{\"s}e Potential von Organismen verschiedener Gruppen zur Bildung von Naturstoffen mit derartigen Eigenschaften deutlich.},
  language  = {de}
}