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Fragestellung: Eine gestörte Regulation der Fibroblasten-Differenzierung (FBD) zu Myofibroblasten (MyFB), korreliert ursächlich mit der Pathogenese fibrotischer Erkrankungen, wie z.B. dem Morbus Dupuytren (MD). Reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die physiologisch durch die NADPH-Oxidasen (NOX) generiert werden können, spielen eine entscheidende Rolle in der Progression der FBD. In früheren Studien konnten wir mit gesunden als auch MD-FB zeigen, dass eine Bestrahlung mit blauem Licht (453 nm) die spontane sowie TGF β-induzierten FBD signifikant senkte. Der Mechanismus dieser Inhibition korrelierte mit der photoinduzierten Reduktion der Flavingruppe von NOX. Im Rahmen der aktuellen Studie untersuchten wir unter Verwendung blaues Licht-emittierender Lichtquellen (453 nm), welche Rolle die flavinhaltigen Enzyme aus der Familie der NOX sowie die NADH:Ubichinon-Oxidoreduktase (NDH I), ein Schlüsselenzyms der Atmungskette, in der Myofibrogenese spielt.

Methodik: Humane dermale FB wurden aus Abdominoplastik-Präparaten isolierten. Bestrahlung der Zellen erfolgte mit 453 nm in subletalen Dosen von max. 80 J/cm². Die Lichtexposition erfolgte einmalig oder täglich über einen Zeitraum von bis zu 6 Tagen. Den Differenzierungsprozess untersuchten wir mit Hilfe des αSMA-Western-Blots. ROS wurden photometrisch unter Verwendung ROS-labiler Farbstoffe quantifiziert. ATP-Messungen erfolgten unter Nutzung etablierter Assay-Kits. Die Quantifizierung der NDH I-Aktivität erfolgte unter Verwendung des Enzym-spezifischen Substrates Resazurin, dessen Reduktionsprodukt Resorufin mittels Fluoreszenzdetektion quantifiziert wurde.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die TGF β-induzierte FB-Differenzierung (FBD) korrelierte mit einer signifikant erhöhten physiologischen ROS-Produktion der behandelten FB-Kulturen. Diese FBD sowie ROS-Produktion konnten wir durch eine chemische Inhibition der Aktivität fibroblastoider NOXen signifikant reduzieren. Eine signifikante Reduktion der Myofibrogenese konnten wir ebenfalls durch eine photoinduzierte Reduktion der Flavingruppen von NOXen als Folge einer Lichtexposition mit 453 nm erreichen. Diese lichtinduzierte Differenzierungshemmung war jedoch von einem sehr starken Anstieg der intrazellulären ROS-Produktion charakterisiert. Tatsächlich konnten wir durch eine künstliche Erhöhung des zellulären oxidativen Stresses, als Folge einer exogenen Zugabe von subletalen Mengen H₂O₂ (20 µM), ebenfalls eine signifikante Reduktion der TGF β-induzierte FBD erreichen. Die oben erwähnte lichtinduzierte Differenzierungshemmung korrelierte zudem mit einer signifikant erniedrigten Aktivität der NDH I, einem signifikant niedrigerem O₂-Verbrauch der Zellen sowie einer stark reduzierten ATP-Synthese. Die hier erwähnten Teilaspekte des Mechanismus der Differenzierungsinhibition von Fibroblasten deuten darauf hin, dass Flavingruppen redoxaktiver Enzyme neue physikalische sowie pharmakologische Zielstrukturen in der Therapie sklerotischer Erkrankungen, auch des MD darstellen könnten.