Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-23181
Titel: A new cell line-based coculture model of the human air-blood barrier to evaluate the interaction with aerosolized drug carriers
Sonstige Titel: Ein neues auf Zelllinien-basierendes Kokulturmodell der humanen Luft-Blut Schranke zur Evaluierung der Interaktion mit nanopartikulären Wirkstoffträgern
Verfasser: Kletting, Stephanie
Sprache: Englisch
Erscheinungsjahr: 2016
SWD-Schlagwörter: In vitro
Lunge
Nanopartikel
Wirkstoff
Makrophage
Epithelzelle
Freie Schlagwörter: Kokulturmodell
pulmonary drug delivery
in vitro
coculture
pulmonary drug delivery
nanoparticles
DDC-Sachgruppe: 500 Naturwissenschaften
Dokumentart : Dissertation
Kurzfassung: Besides reducing animal testing, in vitro models allow for the pre-screening of new drug candidates in terms of safety and efficacy before they enter clinical trials. To date, models mimicking the deep lung show limitations such as cellular origin or lack of appropriate barrier properties. Therefore, the focus of this work was on the establishment of a robust and reproducible cell line-based coculture model that reflects the two major barrier structures present in the alveolar region, namely intercellular junctions and macrophages. This model was characterized regarding its morphology and barrier properties, with permeability assays showing its applicability for evaluating drug transport and absorption. Long-term cocultivation implied its suitability to assess the lung in diseased state mainly regarding chronic diseases. The application of small amounts of Ag nanoparticles resulted in high cytotoxicity in a monoculture of macrophage-like cells, whereas the coculture showed only low toxicity. Newly developed starch nanoparticles intended for pulmonary drug delivery of proteins were nebulized onto the coculture and were evaluated with respect to their impact on the epithelial barrier, cell viability and cellular interactions. In summary, as a more physiologically-relevant representation of the deep lung, the new established coculture can be applied as a useful tool to evaluate new formulations intended for pulmonary delivery and further contribute to their optimization.
Neben der Reduzierung von Tierversuchen, erlauben in vitro Modelle die Voruntersuchung neuer Formulierungen hinsichtlich Sicherheit und Effektivität, bevor diese in klinischen Studien eingesetzt werden. Bisher verwendete Modelle zur Nachbildung der tiefen Lunge zeigen Limitationen bzgl. Zellursprung, Barriereeigenschaften oder Reproduzierbarkeit. Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit ein auf humanen Zellllinien basierendes Kokulturmodell entwickelt, welches neben dichten Zell-Zell-Verbindungen eine zweite Barrierestruktur, in Form von Immunzellen, aufweist. Das Modell wurde hinsichtlich Morphologie und Barriereeigenschaften charakterisiert. Weitere Studien zeigten dessen Eignung für die Evaluierung von Wirkstofftransport. Langzeitkokultivierung impliziert den Einsatz für zukünftige krankheitsrelevante Fragestellungen. Während die Applikation schon geringer Mengen an Silber-Nanopartikeln bei makrophagen-ähnlichen Zellen in einer hohen Zytotoxizität resultierte, zeigte die Kokultur nahezu keine Toxizität. Des Weiteren wurden neuartige, für die pulmonale Applikation von Proteinen entwickelte, Stärke-Nanopartikel vernebelt und deren Effekt auf die Zellbarriere, -viabilitäten sowie das zelluläre Interaktionsverhalten untersucht. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das hier entwickelte Kokulturmodell, zwei für die tiefe Lunge charakteristischen Barrierestrukturen beinhaltend, als nützliches Werkzeug zur Evaluierung neuer Formulierungen und deren Optimierung eingesetzt werden kann.
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-66474
hdl:20.500.11880/23237
http://dx.doi.org/10.22028/D291-23181
Erstgutachter: Lehr, Claus-Michael
Tag der mündlichen Prüfung: 22-Sep-2016
SciDok-Publikation: 26-Sep-2016
Fakultät: Fakultät 8 - Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III
Fachrichtung: NT - Pharmazie
Fakultät / Institution:NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät

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