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Einleitung: Das Krankheitsbild des Metabolischen Syndroms wird von einer chronischen Entzündung begleitet, die sich klinisch in erhöhten Konzentrationen an proinflammatorischen Cytokinen im Plasma der Patienten manifestiert. Demnach könnte die Induktion einer Entzündung auch in tissue engineering-Ansätzen zu einer gewünschten Neoadipogenese führen. Sickstoffmonoxid (NO) ist ein Schlüsselmolekül in inflammatorischen Prozessen und es konnte gezeigt werden, dass NO einen positiven Effekt auf die Adipogenese ausübt. In der vorliegenden Studie wurde deshalb der direkte Effekt von NO und seinen Signalmolekülen cGMP und cAMP auf primäre humane Preadipozyten in vitro untersucht.

Material und Methoden: Preadipozyten wurden aus subkutanen Fettgewebsproben isoliert, bis zur Konfluenz kultiviert und durch Zugabe von Insulin, Pioglitazon, Dexamethason, Isomethylbutylxanthin und Transferrin differenziert. DETA/NO (30-150 µM) wurde während der Proliferations- und Differenzierungsphase zugegeben. Zusätzlich wurden die cGMP- bzw. cAMP- Analogen 8-Br-cGMP, 8-pCPT-cGMP und 8-Br-cAMP, der Adenylylzyklase-Aktivator Forskolin und die spezifischen Inhibitoren QDA und ddA hizugefügt. Die Proliferationsrate wurde mit Hilfe des XTT-Tests ermittelt, die Differenzierung wurde über die Glycerophosphat-Dehydrogenase (GPDH)-Aktivität bestimmt.

Ergebnisse: Die Zugabe von DETA/NO während der Differenzierung mit der Standardprozedur resultierte in einer signifikanten Verstärkung der Preadipozytenreifung im Vergleich zur Kontrolle (p < 0,05). Die Proliferationsrate wurde dagegen durch NO-Zugabe deutlich inhibiert. Der Zusatz der NO-Signalmoleküle cGMP bzw. cAMP erhöhte den Grad der Differenzierung sogar noch stärker als NO selbst (p < 0,01). Wie erwartet führte die Applikation von Inhibitoren der zugrunde liegenden Signaltransduktion zu einer signifikanten Abnahme der Differenzierung in reife Adipozyten.

Schlussfolgerung: Die gewonnenen Daten deuten darauf hin, dass die Zugabe von NO-Donoren während der Kultivierung von Preadipozyten in tissue engineering-Ansätzen die Neoadipogenese fördern kann. Es konnte gezeigt werden, dass anstatt des instabilen NO die Signalmoleküle cGMP und cAMP eingestzt werden können mit dem Vorteil einer höheren Stabilität und einer stärkeren adipogenen Wirkung. Durch die Zugabe von Inhibitoren der zugrunde liegenden Signaltransduktion kann die induzierte Entzündung so moduliert werden, dass sie den gewünschten Grad erreicht.