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Hehsam Al-Haddad

• Kaltes Atmosphärendruckplasma (CAP) hat in der Therapie an Bedeutung gewonnen und wird zurzeit in verschiedenen Bereichen der Medizin eingesetzt. CAP hat antiproliferative, antimikrobielle und zellstimulierende Wirkungen. Eine therapeutisch vielversprechende Einsatzmöglichkeit vom CAP ist die Behandlung maligner Tumoren. Weiterhin wird CAP klinisch in der Behandlung chronischer Wundheilungsstörungen der Haut eingesetzt. In dieser Arbeit wurde die antiproliferative Wirkung von CAP auf zwei Haut-assoziierte Zelllinien (HaCaT und B16) untersucht. Anhand der CAP-Exposition und der Analyse der Wachstumskinetiken konnten wir bestätigen, dass die antiproliferative Wirkung von CAP von der Behandlungszeit abhängt. Ferner bestätigten die Ergebnisse, dass die antiproliferative Wirkung in der malignen Zelllinie B16 stärker ausgeprägt ist. Weiterhin wurde die genotoxische Wirkung von CAP in einem 3D-Epidermismodell, dem epiCS® untersucht. Das Epidermismodell wurde 30s, 60s und 120s mit CAP behandelt (Plasmagerät kINPen MED). Zum Nachweis von DNA- Doppelstrangbrüchen und Apoptose wurden γ-H2AX und Caspase-3 herangezogen. Die fluoreszenzmikroskopische Analyse der Epidermis zeigte keinen höheren Anteil an γ-H2AX oder Capspase-3 positiven Zellen durch die CAP-Exposition. Lediglich waren γ-H2AX und Caspase-3 in beiden Behandlungsgruppen (Argon/CAP) nachweisbar. Ein direkter Zusammenhang zur CAP-Behandlung bzw. zur Behandlungszeit wurde jedoch nicht nachgewiesen. Insgesamt kann man feststellen, dass die CAP-Exposition nicht zur vermehrten Apoptose in gesunden Epidermiszellen führt. Außerdem kann die CAP-Exposition gesunder Epidermis Zellen bis 120s ohne genotoxische oder zellschädigende Wirkung erfolgen.
• Cold atmospheric pressure plasma (CAP) has gained importance in therapy and is currently used in various fields of medicine. CAP has antiproliferative, antimicrobial, and cell-stimulating effects. One therapeutically promising application of CAP is in the treatment of malignant tumors. In addition, CAP is used clinically in the treatment of chronic wound healing disorders of the skin. In this work, the antiproliferative effect of CAP on two skin-associated cell lines (HaCaT and B16) was investigated. Based on CAP exposure and growth kinetics analysis, we confirmed that the antiproliferative effect of CAP was dependent on treatment time. Furthermore, the results confirmed that the antiproliferative effect was more pronounced in the B16 malignant cell line. In addition, the genotoxic effect of CAP was investigated in a 3D epidermis model, the epiCS®. The epidermis model was treated with CAP for 30s, 60s and 120s (plasma device kINPen MED). γ-H2AX and caspase-3 were used to detect DNA double-strand breaks and apoptosis. Fluorescence microscopy analysis of the epidermis did not show a higher percentage of γ-H2AX- or caspase-3-positive cells due to CAP exposure. γ-H2AX and caspase-3 were detectable in both treatment groups (argon control/ CAP). However, no direct correlation with CAP treatment or treatment duration was demonstrated. Overall, it can be concluded that exposure to CAP does not lead to increased apoptosis in healthy epidermal cells. Furthermore, healthy epidermal cells can be exposed to CAP for up to 120 seconds without genotoxic or cell-damaging effects. Other research groups describe safe application of CAP to the skin even up to 300s. (79, 80) Therefore, genotoxic or cell-damaging side effects on healthy skin cells are unlikely in the context of CAP treatment of chronic wound healing disorders. Nevertheless, the safe use of the different CAP sources requires intensive studies to optimize the effect. Long-term consequences also cannot be ruled out. Retrospective analyzes of treated patients provide the opportunity to investigate long-term consequences.