Anti-apoptotic gene transfer to corneal endothelial cells

Zusammenfassend unterstützen die vorgelegten Daten die Hypothese, dass antiapoptotischer Gentransfer in korneale Endothelzellen deren Überlebensrate durch Hemmung des Zelluntergangs während der Kultivierung von Spenderhornhäuten steigert. Diese Gentherapie war sowohl gegen Zelluntergang des intrinsisch- als auch extrinsisch-vermittelten apoptotischen Signalwegs wirksam. Die Ergebnisse demonstrierten die Effektivität, mit welcher diese protektiven Proteine gegenüber starken Apoptose auslösenden Substanzen wirksam waren. Dies legt den Schluss nahe, das die Translation dieses Ansatzes in die Klinik zu Strategien führen kann, welche das Überleben kornealer Endothelzellen sowohl während der Hornhautkultivierung als auch nach der Transplantation erhöhen könnte. Das Endothelzellüberleben ist von ausserordentlicher Bedeutung für die Verwendbarkeit einer Spenderhornhaut für eine Transplantation als auch für das anschließende Transplantatüberleben. Gegenwärtig werden zirka 30% der Hornhäute bereits aufgrund von Endothelzelluntergang während der Kultivierung verworfen. Die Translation diese anti-apoptotischen Ansatzes in die Kultivierung von Spenderhornhäuten in Hornhautbanken könnte daher die Anzahl der für die Transplantation verfügbaren Spendergewebe steigern und so die Patientenversorgung verbessern. Da Transplantate mit höherer Endothelzelldichte weniger wahrscheinlich versagen, folgte hieraus eine höhere Wahrscheinlichkeit für verlängertes Transplantatüberleben und daher eine verringerte Wahrscheinlichkeit einer Re-Transplantation. Interessanterweise ist dieser Ansatz auch auf die jüngsten Entwicklungen im Bereich der Transplantation des endothelialen Monolayers anwendbar (z.B. DSEK, DMEK), welche gegenwärtig weltweite Verbreitung bei Hornhautchirurgen erfahren (Lombardo et al., 2009). Dieser Ansatz könnte auch bei anderen Arten der Zelltransplantation angewendet werden, wie z.B. bei Stammzellen hergestellt nach dem Verfahren des Bioengineering (Hayashi et al., 2009) oder bei der Transplantation von Herzmuskelzellen zur Verbesserung eines angegriffenen Herzmuskels (Shimizu et al., 2009). Diese Arbeit führte zu neuen Erkenntnissen zu der Bedeutung der anti-apoptotischen Proteine Bcl-xL und p35 hinsichtlich der Verlängerung des Überlebens kornealer Endothelzellen während der Hornhautkultivierung. Nach bestem Wissen zeigte die Arbeit erstmals, dass das Überleben kornealer Endothelzellen während der Hornhautkultivierung mit Hilfe von Gentherapie verlängert werden kann. Zudem könnte die Anwendung anti-apoptotischer Gentherapie in Hornhautbank vor einer Hornhauttransplantation die Verfügbarkeit von Spenderhornhäuten für Transplantationen steigern. Angesichts des derzeit bestehenden Transplantatmangels könnten dadurch Millionen aufgrund von Hornhauterkrankungen Erblindeter ihre Sehkraft zurückerhalten

Hornhaut-Transplantation in Hochrisikosituationen

In diesem Kapitel werden Vorgehensweisen zur Durchführung von Keratoplastiken in Hochrisikosituationen sowie alternative (z.B. lamellierende) Ansätze vorgestellt. Die historischen und molekularen Hintergründe (Histokompatibilitätsantigene) sowie damit verbundene Risikofaktoren (Neovaskularisation der Hornhaut, Pathologie der Augenoberfläche, Hornhaut-Retransplantationen, Größe des Hornhaut-Transplantats, intraokuläre Chirurgie, Entzündung des vorderen Segments, Herpes simplex, Alter des Patienten) werden erläutert. Das postoperative Management, das die Behandlung von Herpes simplex, die systemische Behandlung von Hochrisikopatienten sowie die Auswahl des Spendergewebes durch Human-Leukozyten-Antigen-Matching einschließt, wird beschrieben. Lamellierende Keratoplastikverfahren werden als Alternativen zur konventionellen perforierenden Keratoplastik besprochen. Die Vor- und Nachteile sowohl der vorderen als auch der hinteren lamellierenden Keratoplastik werden skizziert

Examining the Transmission of Visible Light through Electrospun Nanofibrous PCL Scaffolds for Corneal Tissue Engineering

The transparency of nanofibrous scaffolds is of highest interest for potential applications like corneal wound dressings in corneal tissue engineering. In this study, we provide a detailed analysis of light transmission through electrospun polycaprolactone (PCL) scaffolds. PCL scaffolds were produced via electrospinning, with fiber diameters in the range from (35 ± 13) nm to (167 ± 35) nm. Light transmission measurements were conducted using UV–vis spectroscopy in the range of visible light and analyzed with respect to the influence of scaffold thickness, fiber diameter, and surrounding medium. Contour plots were compiled for a straightforward access to light transmission values for arbitrary scaffold thicknesses. Depending on the fiber diameter, transmission values between 15% and 75% were observed for scaffold thicknesses of 10 µm. With a decreasing fiber diameter, light transmission could be improved, as well as with matching refractive indices of fiber material and medium. For corneal tissue engineering, scaffolds should be designed as thin as possible and fabricated from polymers with a matching refractive index to that of the human cornea. Concerning fiber diameter, smaller fiber diameters should be favored for maximizing graft transparency. Finally, a novel, semi-empirical formulation of light transmission through nanofibrous scaffolds is presented

Electrospun PCL Scaffolds as Drug Carrier for Corneal Wound Dressing Using Layer-by-Layer Coating of Hyaluronic Acid and Heparin

Due to its ability to reduce scarring and inflammation, human amniotic membrane is a widely used graft for wound dressings after corneal surgery. To overcome donor dependency and biological variances in the donor tissue, artificial nanofibrous grafts acting as drug carrier systems are promising substitutes. Electrospun nanofibrous scaffolds seem to be an appropriate approach as they offer the properties of permeable scaffolds with a high specific surface, the latter one depending on the fiber diameter. Electrospun scaffolds with fiber diameter of 35 nm, 113 nm, 167 nm and 549 nm were manufactured and coated by the layer-by-layer (LbL) technology with either hyaluronic acid or heparin for enhanced regeneration of corneal tissue after surgery. Studies on drug loading capacity and release kinetics defined a lower limit for nanofibrous scaffolds for effective drug loading. Additionally, scaffold characteristics and resulting mechanical properties from the application-oriented characterization of suture pullout from suture retention tests were examined. Finally, scaffolds consisting of nanofibers with a mean fiber diameter of 113 nm were identified as the best-performing scaffolds, concerning drug loading efficiency and resistance against suture pullout

FOOTNOTES

supported by research grants from their own countries, including NSERC Canada (MG)

Early experiences and cognitive bias in adolescent aggressive behaviour

In the present research it was hypothesised that biases in attention for threat and aggression stimuli would be present amongst aggressive youth and that these would be related to angry or anxious traits because these too are proposed to be resultant of early maltreatment experiences.EThOS - Electronic Theses Online ServiceGBUnited Kingdo

Self-Complementary Adeno-Associated Virus Vectors Improve Transduction Efficiency of Corneal Endothelial Cells.

Transplantation of a donor cornea to restore vision is the most frequently performed transplantation in the world. Corneal endothelial cells (CEC) are crucial for the outcome of a graft as they maintain corneal transparency and avoid graft failure due to corneal opaqueness. Given the characteristic of being a monolayer and in direct contact with culture medium during cultivation in eye banks, CEC are specifically suitable for gene therapeutic approaches prior to transplantation. Recombinant adeno-associated virus 2 (rAAV2) vectors represent a promising tool for gene therapy of CEC. However, high vector titers are needed to achieve sufficient gene expression. One of the rate-limiting steps for transgene expression is the conversion of single-stranded (ss-) DNA vector genome into double-stranded (ds-) DNA. This step can be bypassed by using self-complementary (sc-) AAV2 vectors. Aim of this study was to compare for the first time transduction efficiencies of ss- and scAAV2 vectors in CEC. For this purpose AAV2 vectors containing enhanced green fluorescent protein (GFP) as transgene were used. Both in CEC and in donor corneas, transduction with scAAV2 resulted in significantly higher transgene expression compared to ssAAV2. The difference in transduction efficiency decreased with increasing vector titer. In most cases, only half the vector titer of scAAV2 was required for equal or higher gene expression rates than those of ssAAV2. In human donor corneas, GFP expression was 64.7±11.3% (scAAV) and 38.0±8.6% (ssAAV) (p<0.001), respectively. Furthermore, transduced cells maintained their viability and showed regular morphology. Working together with regulatory authorities, a translation of AAV2 vector-mediated gene therapy to achieve a temporary protection of corneal allografts during cultivation and transplantation could therefore become more realistic