Studium procesu hojení ran in vitro

Ing. Renáta NOVOTNÁ

Disertační práce

Study of Wound Healing Process In Vitro

Anotace:

Hojení ran je přirozenou fyziologickou reakcí na poranění tkáně a skládá se z několika na sebe navazujících fází - hemostázi, zánětu, proliferace a remodelace tkáně. K narušení fyziologického průběhu hojení a k prodloužení zánětlivé fáze může vést mnoho faktorů, např. nadměrná produkce zánětlivých cytokinů a zvýšená hladina matrixových metaloproteinas (MMPs), které degradují komponenty extracelulární matrix (ECM). Přestože je zánětlivá fáze klíčová pro správný průběh hojení, její prodloužení může způsobit poškození okolní tkáně, a proto je třeba ji regulovat. Cílem této práce bylo sledovat vliv přírodních a syntetických látek nebo biomateriálů na primární buňky a buněčné linie. Přírodní látky: myricetin (MYR), dihydromyricetin (DHM), oleuropein a olej z lentišku byly studovány pro své antioxidační a protizánětlivé vlastnosti. MYR a DHM byly schopny snižovat expresi transkripčních faktorů Nrf2 a NFB stejně jako hladinu prozánětlivých cytokinů (IL-6 a IL-8) u škrábnutých a LPS intoxikovaných fibroblastů a keratinocytů. Protizánětlivá aktivita byla prokázána i u vezikul oleuropeinu s lentiškovým olejem, které také inhibovaly produkci IL-6 v LPS intoxikovaných, škrábnutých fibroblastech a způsobily rychlejší uzavření rány in vitro (rýhový test). Další možností, jak podpořit proces hojení rány, je využití biomateriálů, které lze připravit v několika aplikačních formách (např. hydrogely, filmy, membrány a kompozity). Nanokompozitní biofilmy hyaluronanu (HA) s chitinovými nanovlákny a biofilmy HA s polyvinylalkoholem a nanočásticemi ZnO, nevykazovaly žádnou cytotoxicitu a prodporovali proliferaci primárních lidských dermálních fibroblastů (NHDF) a osteoblastů (SaOS-2). Polykaprolaktonové biomateriály (PCL), které jsou využívány při rhinoplastice pro své mechanické a fyzikální vlastnosti prokázaly, že jsou biokompatibilní a podporují viabilitu buněk SaOS-2. Některé z těchto PCL materiálů, připravené elektrostatickým zvlákňováním byly obohaceny o ionty zinku a o biosklo (BG), které se běžně využívá v tkáňovém inženýrství zaměřujícím se na regeneraci kostní tkáně.

Abstract:

Wound healing is a natural physiological process consists of several consecutive phases: homeostasis, inflammation, proliferation, and tissue remodelling. Many factors can lead to disruption of the physiological course of healing. The prolongation of the inflammatory phase e.g. excessive production of inflammatory cytokines and increased level of matrix metalloproteinases (MMPs), which degrade the components of the extracellular matrix (ECM) and postpone the wound healing process. Although the inflammatory phase is key for the proper healing process, its prolongation can cause damage of the surrounding tissue and therefore needs to be regulated. The aim of our study was to compare the influence of natural and synthetic materials or biomaterials on primary cells and cell lines. Natural substance myricetin (MYR), dihydromyricetin (DHM), oleuropein and lentisk oil were studied for their antioxidant and anti inflammatory properties. MYR and DHM were able to downregulate the transcription factors Nrf2 and NFB as well as the levels of proinflammatory cytokines (IL-6 and IL-8) in scratched and LPS intoxicated fibroblasts and keratinocytes. Anti-inflammatory activity was demonstrated with oleuropein vesicles with lentisk oil, which inhibited IL-6 production in LPS intoxicated, scratched fibroblasts, and caused faster wound closure in vitro (scratch assay). Another way to support the wound healing process is to use biomaterials. Many of them can be classified by their place and role in human body and can be prepared in several application forms (e.g. hydrogels, films, membranes and composites). Nanocomposite biofilms of hyaluronan (HA) with chitin nanofibers or biofilms of HA with polyvinyl alcohol and ZnO nanoparticles displayed no cytotoxicity effect and stimulated proliferation of primary dermal fibroblasts (NHDF) and osteoblasts (SaOS 2). Polycaprolactone (PCL) biomaterials, which are used in rhinoplasty for their outstanding mechanical and physical properties, have been shown to be biocompatible and support cell viability. Some of these PCL materials prepared by electrospinning, have been enriched with zinc ions and bioglass (BG), which is commonly used in bone engineering.

Klíčová slova

hojení ran, zánětlivé cytokiny, matrixové metaloproteinasy, biomateriály, hyaluronan, polykaprolakton

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Jana Franková, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Lékařská fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Lékařská chemie a klinická biochemie / Lékařská chemie a klinická biochemie