Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-27584
Titel: Neue Ansätze zur Therapie bakteriell bedingter Keratitiden - Photodynamische Inaktivierung mit Chlorin e6 und Begasung mit Stickstoffmonoxid in vivo
Verfasser: Deichelbohrer, Mona
Sprache: Deutsch
Erscheinungsjahr: 2017
Erscheinungsort: Homburg/Saar
SWD-Schlagwörter: Hornhautentzündung
Stickstoffmonoxid
DDC-Sachgruppe: 610 Medizin, Gesundheit
Dokumentart : Dissertation
Kurzfassung: 1.1. Hintergrund und Ziele Die bakterielle Keratitis zählt weltweit zu einer der häufigsten Erblindungsursachen. Niedriger Hygienestatus und hohes Infektionsrisiko in Entwicklungsländern und der vermehrte Kontaktlinsengebrauch und die damit verbundenen Komplikationen in Industrienationen sind die Hauptgründe für ihr Auftreten. Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa zählen zu den häufigsten Erregern. Der Verlauf einer bakteriellen Keratitis kann von einer leichten Trübung der Hornhaut über Hypopyonbildung bis zur Einschmelzung der Kornea reichen. Sich ausbreitende Antibiotikaresistenzen sorgen für eine zunehmend ineffektivere Therapie oder gar zu Therapieversagen. Die Photodynamische Inaktivierung findet als Therapie bereits in verschiedenen Bereichen der Medizin Anwendung wie beispielsweise in der Tumortherapie oder in der Ophthalmologie. Ein durch Licht bestimmter Wellenlänge angeregter Fotosensitizer führt zur Bildung reaktiver Sauerstoffspezies mit bakterizider Wirkung. In der Lungenforschung konnte der antibakterielle Effekt von gasförmigem Stickstoffmonoxid hinsichtlich der Therapie von Pseudomonas aeruginosa assoziierten Pneumien in vivo nachgewiesen werden. Aufgrund der Möglichkeit der Oberflächentherapie könnte dieses Konzept eine weitere neue Möglichkeit der Behandlung bakterieller Keratitiden darstellen. Ziel dieser Studie war es, erstens die Verringerung der Entzündungsreaktion bei bakterieller Keratitis durch Photodynamische Inaktivierung mit Chlorin e6 und zweitens den anti-inflammatorischen Effekt von gasförmigem Stickstoffmonoxid auf entzündetes Hornhautgewebe nachzuweisen. 1.2. Material und Methoden Mäuse des Typs C57BL/6 wurden narkotisiert, manuell eine Keratitis mit Pseudomonas aeruginosa induziert und 24 Stunden post infectionem in tiefer Anästhesie therapiert. Drei Tage post infectionem wurden die Tiere getötet, die Augen entnommen und histologisch aufgearbeitet. Eine Versuchsreihe diente zum Nachweis eines entzündungshemmenden Effekts durch die Photodynamische Inaktivierung mit Chlorin e6. Es wurden die Gruppen „nicht infiziert/nicht therapiert“, „infiziert/therapiert“, „infiziert/scheintherapiert“ und „infiziert/nicht therapiert“ miteinander verglichen. Die Therapie bestand aus einer sechsminütigen Lichttherapie in einer Rotlichtkammer mit Licht der Wellenlänge 670 nm des zuvor mit einer Chlorin e6-haltigen Salbe inkubierten Auges. Für die Scheintherapie wurde eine Salbe ohne Chlorin e6 verwendet. In einer anderen Versuchsreihe wurde der antiinflammatorische Einfluss von gasförmigem Stickstoffmonoxid begutachtet. Es erfolgte eine 30-minütige Begasung der Augen mit Stickstoffmonoxid (200 ppm). Verglichen wurden die Gruppen „nicht infiziert/nicht therapiert“, „infiziert/therapiert“ und „infiziert/nicht therapiert“. Die histologischen Präparate wurden anhand der maximalen Hornhautdicke und dem Schweregrad des Hypopyons ausgewertet. Die statistische Testung erfolgte im Sinne einer Inferenzstatistik nach Mann-Whitney-U. Sekundäre Vergleiche wurden rein explorativ durchgeführt, weshalb auf multiples Testen verzichtet wurde. Es wurden Mittelwerte und Standardabweichung berechnet, das Signifikanzniveau wurde auf p < 0,05 festgesetzt. 1.3. Ergebnisse In der Versuchsreihe der Photodynamischen Inaktivierung lagen die Werte der maximalen Hornhautdicke infizierter, therapierter Augen im Mittel mit 220 μm (SD = 29 μm) signifikant unter denen infizierter, nicht therapierter Augen mit einem Mittelwert von 290 μm (SD = 33 μm). Auch der Schweregrad des Hypopyons war bei infizierten, therapierten Tieren statistisch bedeutend weniger stark als bei infizierten, nicht therapierten Augen. Die Therapie mit gasförmigem Stickstoffmonoxid ergab im Vergleich der Gruppen „infiziert/therapiert“ und „infiziert/nicht therapiert“ hinsichtlich beider Versuchsparameter keine statistisch relevanten Unterschiede. 1.4. Schlussfolgerung und Ausblick Die vorliegenden Ergebnisse der Photodynamischen Inaktivierung mit Chlorin e6 dienen als erster Hinweis dafür, dass diese Therapieform wirken könnte. Sie müssen als Grundlage für weiterführende Untersuchungen auf diesem Gebiet angesehen werden. Das Potential dieser Therapieform sollte unbedingt ausgeschöpft und in fortlaufenden Studien weiterentwickelt und optimiert werden, um sie möglicherweise in Zukunft in den klinischen Alltag integrieren zu können. Ein Therapieerfolg war anhand der Therapie mit gasförmigem Stickstoffmonoxid in dieser ersten in vivo Studie nicht festzustellen. Dennoch sollte der Ansatz nicht voreilig ad acta gelegt, sondern weiter evaluiert werden.
2.1. Background and objectives Bacterial keratitis is one of the most common causes of blindness worldwide. The high incidence is due not only to poor standards of hygiene and a greater risk of infection in developing countries but also to the widespread use of contact lenses with related complications in industrial nations. The two main bacterial strains responsible for causing bacterial keratitis are Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. The disease can progress from slight corneal opacity to hypopya, through to a corneal meltdown. Due to increasing bacterial resistance to antibiotics, the treatment of bacterial keratitis has become less effective, even resulting in some cases in complete therapy failure. Scientific research into the development of new therapy approaches has thus become essential. Photodynamic inactivation - already in clinical use in tumor therapy and in several ophthalmological therapies - also appears to be promising in the treatment of microbial keratitis. It functions on the principle that the accumulation of a specific photosensitizer in the relevant tissue induces the generation of reactive oxygen species when exposed to light of a specific wavelength. These reactive oxygen species show an antimicrobial effect. Research on cystic fibrosis has established an antimicrobial effect of gaseous nitric oxide in infections with Pseudomonas aeruginosa. As surface treatment is possible in keratitis, this therapy concept appeared to be a feasible approach. The aim was to prove both the reduction of inflammatory reaction in bacterial keratitis by photodynamic inactivation with chlorine e6 and the anti-inflammatory effect of gaseous nitric oxide on inflamed corneal tissue. 2.2. Material and methods For the experiments C57BL/6-mice were narcotized, a Pseudomonas aeruginosa keratitis was induced manually and 24 hours post-infection the animals were treated in deep anesthesia. Three days post-infection the animals were sacrificed, the eyes enucleated and prepared for histology. For photodynamic inactivation infected eyes were exposed to red light of a wavelength of 670 nm for six minutes after incubation with a chlorin e6-containing ointment. The four groups ‘uninfected/untreated’, ‘infected/treated’, ‘infected/sham-treated’ and ‘infected/untreated’ were compared. Sham-treated animals underwent the same procedure with a non-chlorin e6-containing ointment. In treatment with gaseous nitric oxide the cornea was gassed with nitric oxide (200 ppm) for 30 minutes. The groups ‘uninfected/untreated’, ‘infected/treated’ and ‘infected/untreated’ were compared. Histological sections were evaluated in terms of the maximal corneal thickness and the severity of hypopyon. Statistical analysis was performed using Mann-Whitney-U-test. Mean values and standard deviation of the mean were calculated, the two-sided level of significance was defined to p < 0.05. 2.3. Results In the photodynamic inactivation series the infected, treated eyes showed values of 220 μm (SD = 29 μm) compared to 290 μm (SD = 33 μm) in the ‘infected/untreated’ group. This represents a statistically significant reduction in inflammation in infected, treated eyes in comparison to infected, untreated eyes. The severity of hyopyon was significantly lower in infected, treated than in infected, untreated eyes. The gaseous nitric oxide series displayed no significant differences between the ‘infected/treated’ and ‘infected/untreated’ groups. 2.4. Conclusion and prospects Unfortunately the results of this first in vivo study with gaseous nitric oxide provided no indication of any therapeutic success. Nevertheless, this approach should not be prematurely dismissed. Further evaluation appears advisable. However, the success of photodynamic inactivation with chlorin e6 is substantiated by the two parameters measured and the results presented here can serve as a basis for further investigations with a view to further development and optimization of this approach.
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-ds-275842
hdl:20.500.11880/27251
http://dx.doi.org/10.22028/D291-27584
Erstgutachter: Tschernig, Thomas
Tag der mündlichen Prüfung: 9-Nov-2017
SciDok-Publikation: 12-Dez-2018
Fakultät: M - Medizinische Fakultät
Fachrichtung: M - Anatomie und Zellbiologie
Fakultät / Institution:SciDok - Elektronische Dokumente der UdS

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