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Fragestellung: Die zelluläre Grundlage fibrotischer Erkrankungen der Haut sowie der Pathogenese des Morbus Dupuytren ist eine fehlgesteuerte Fibroblastenfunktion. Die genannten Krankheitsbilder sind charakterisiert durch eine vermehrte Einwanderung und/oder Proliferationsrate sowie eine erhöhte Aktivität und verminderten Apoptoserate von Fibroblasten. Weiterhin zählen erhöhte Synthese- sowie verminderte Abbauraten der extrazellulärer Matrixproteine sowie Gewebskontrakturen als Folge einer erhöhten Transdifferenzierungrate von Fibroblasten zu Myofibroblasten zu den typischen Charakteristika fibrotischer Erkrankungen. Moderne Therapieansätze beinhalten die Verwendung von p38-MAPK-Inhibitoren, doch überwiegen immer noch die "klassischen" Therapieformen, die auf Kortison-Einnahme, Röntgenbestrahlung, photodynamischer Therapien und/oder chirurgischen Maßnahmen basieren. In dem hier vorgestelltem Projekt untersuchten wir erstmals die modulative Wirkung elektromagnetischer Strahlung des blauen Spektralbereichs (420 und 453 nm) auf physiologische Parameter humaner Hautfibroblasten.

Methodik: Wir verwendeten hochintensive (bis zu 300 mW/cm2) LED-Arrays, die im blauen Spektralbereich von 420 nm oder 453 nm emittierten. Mit zellbiologischen Methoden untersuchten wir die Photoeffekte der verwendeten Lichtquellen auf die Vitalität, das Wachstum und der antioxidative Kapazität humaner Hautfibroblasten. Mittels ELISA bestimmten wir IL-8 und IL-1-alpha als Parameter der Entzündungsantwort Die Kollagensyntheseleistung der Fibroblasten wurde mit dem SIRCOL-Assay untersucht. Der Einfluss des blauen Lichtes auf die Differenzierung humaner Hautfibroblasten zu Myofibroblasten wurde mittels Western-Blot-Analyse, Immunhistochemie und des Gelkontraktion-Assays charakterisiert. TGF-beta-basierte Signalwege wurden mittels cDNA-Arrays, qRT-PCR und Western-Blot analysiert und quantifiziert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Blaues Licht inhibiert auch weit unterhalb der toxischen Dosis wellenlängenabhängig und signifikant das Wachstum von Fibroblasten in vitro. In ruhenden Fibroblasten induziert es die Expression von Interleukin-8, wohingegen es in aktivierten Fibroblasten die Expression von TGF-beta, IL-1-alpha und und TNF-alpha signifikant erniedrigt. Weiterhin erhöht blaues Licht signifikant die Sensitivität der Zellen gegenüber oxidativem Stress und inhibiert in TGF-beta-aktivierten Fibroblasten effektiv die Expression des alpha-SMA-Proteins sowie die Differenzierung zu Myofibroblasten. Der molekulare Mechanismus des zuletzt genannten Effektes beruht auf einer durch blaues Licht modifizierten TGF-beta-Signalkaskade.

Die Behandlung mit hochintensivem blauen Licht kann aufgrund der gezeigten antiproliferativen Wirkung, der Erhöhung der Sensitivität gegenüber oxidativem Stress, der Inhibition der Myofibroblastengenese sowie der vergleichbar hohen Eindringtiefe des Lichts in die Haut eine sinnvolle neue Möglichkeit in der Prophylaxe und Therapie von sklerotischen Erkrankungen inklusive des Morbus Dupuytren darstellen.