Yannik Haven

• Kaltes atmosphärisches Plasma (CAP) hat sich in den vergangenen Jahren in vitro als wirksames Mittel zur Hemmung des Zellwachstums ossärer Sarkome erwiesen. RONS-abhängige Mechanismen gelten bisher als Hauptdeterminanten der CAP-Wirksamkeit, wobei diese noch nicht vollends verstanden werden. Ein tiefergehendes Verständnis über die komplexen Wirkmechanismen von CAP ist daher dringend erforderlich. Die Wirksamkeit von CAP bei einer Behandlung während bestimmter Zellzyklusphasen wurde bisher nicht untersucht. Ob ossäre Sarkomzellen während einer bestimmten Zellzyklusphase besonders vulnerabel für eine CAP-Behandlung sind, war bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt ebenfalls unbekannt. Anhand eines präklinischen in vitro Osteosarkom-Modellsystems mit U2OS- und MNNG-HOS-Zellen wurde bestätigt, dass CAP die Proliferation von Osteosarkomzellen effektiv hemmt. Dies gilt für Behandlungen während des G1/S-Übergangs, der S-Phase sowie der G2-/M-Phase. Die Hemmung der Zellproliferation resultiert sowohl aus einer Induktion der Apoptose als auch aus einer Reduktion der Zellteilungsrate. Darüber hinaus wurde nach einer CAP-Behandlung während des G1/S-Übergangs sowie der S-Phase ein Verlust der Plasmamembranintegrität beobachtet. Besonders hervorzuheben ist die gesteigerte Induktion der caspaseabhängigen Apoptose bei CAP-Behandlungen während der S-Phase. Ferner bietet diese Arbeit eine valide Grundlage für zukünftige Experimente mit synchronisierten Osteosarkom-Zelllinien. Diese Arbeit unterstreicht die Notwendigkeit weiterführender Grundlagenforschung, um das therapeutische Leistungsvermögen von CAP bei Osteosarkomen zu eruieren und zukünftig auszuschöpfen. Angesichts des ausgesprochen großen Bedarfs an innovativen Therapien für Patienten mit Osteosarkomen ist es essenziell, diese Forschung zu forcieren.
• In recent years, cold atmospheric plasma (CAP) has proven to be an effective in vitro method for inhibiting the cell growth of osseous sarcomas. RONS-dependent mechanisms are currently considered to be the main determinants of CAP efficacy, but these are not yet fully understood. Therefore a deeper understanding of the complex mechanisms of action of CAP is urgently needed. The efficacy of CAP treatments during specific cell cycle phases has not yet been investigated. Whether osteosarcoma cells are particularly vulnerable to CAP treatment during a specific cell cycle phase was also unknown until now. Using the human osteosarcoma cell lines U2OS and MNNG-HOS in a preclinical in vitro model, we confirmed that CAP effectively inhibits osteosarcoma cell proliferation. This was observed for treatments administered during the G1/S transition, S phase, and G2-/M phase. The Inhibition of cell proliferation results both from the induction of apoptosis and from a reduction in the cell division rate. In addition, a loss of plasma membrane integrity was observed after CAP treatment during the G1/S transition and the S phase. Notably, the induction of caspase-dependent apoptosis is enhanced when CAP is applied during the S phase. Furthermore, this work provides a robust basis for future experiments employing synchronized osteosarcoma cell lines. This study underscores the need for further fundamental research to elucidate and ultimately exploit the therapeutic potential of CAP in osteosarcoma. Given the exceedingly high demand for innovative therapies for patients with osteosarcoma, it is essential to intensify research in this field.