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Der Ophthalmologe

, Volume 101, Issue 10, pp 998–1005 | Cite as

Epitheliotrophe Kapazität von Serum- und Plasmaaugentropfen

Einfluss der Zentrifugation
  • P. Herminghaus
  • G. GeerlingEmail author
  • D. Hartwig
  • T. Wedel
  • L. Dibbelt
Originalien
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Zusammenfassung

Hintergrund

Serumaugentropfen stellen eine neue Möglichkeit zur Behandlung von Oberflächenerkrankungen des Auges dar. Wir untersuchten den Einfluss der Präparation von Blutprodukten anhand eines Zellkulturmodells. Zusätzlich evaluierten wir, ob Plasma eine Alternative für die Behandlung von Augenoberflächenerkrankungen darstellen könnte.

Material und Methoden

Aus Vollblut von 10 Probanden wurden Serum- und Plasmaproben bei 500 und 3000 G zentrifugiert. Die hierin enthaltenen Wachstumsfaktoren EGF, PDGF, TGF-β1, Fibronektin und Vitamin A wurden quantifiziert. Kulturen humaner Hornhautepithelzellen wurden mit allen 4  Blutprodukten in Dosiswirkungsexperimenten inkubiert und der zelluläre ATP-Gehalt als Maß für die Zellproliferation bestimmt.

Ergebnisse

Serum enthielt signifikant höhere Konzentrationen an EGF, PDGF und Vitamin A als Plasma. Die Fibronektinkonzentration war in allen Präparaten gleich. Die Zellproliferation wurde am besten durch 25%iges, plättchenarmes Serum unterstützt. Auch die Differenzierung und Migration wurden durch Serumpräparate besser als durch Plasma gefördert.

Schlussfolgerung

Der biochemische Charakter von Serumaugentropfen wird durch die Wahl der Präparationsparameter beeinflusst. Plasma scheint kein geeigneter Ersatz für Serumaugentropfen zu sein. Ihre Produktion sollte weiter optimiert werden, bevor klinische Studien zu ihrer Effektivität durchgeführt werden.

Schlüsselwörter

Hornhaut Epithel Serum Produktion Zellkultur 

Epitheliotrophic capacity of serum and plasma eyedrops

Influence of centrifugation

Abstract

Background

Serum eyedrops are a new modality for the treatment of ocular surface disorders. We examined the influence of the preparation of blood products in a cell culture model and compared it with plasma.

Material and methods

Serum and plasma were obtained from full blood of ten healthy volunteers and centrifuged at 500 and 3000 G. EGF, PDGF, TGF-β1, fibronectin, and vitamin A were quantified by means of ELISA and HPLC. Cultures of human corneal epithelial cells were incubated with the four blood products in dose-response experiments and the intracellular ATP quantified.

Results

EGF, PDGF, and vitamin A were present in serum in significantly higher concentrations than in plasma. The concentration of fibronectin was not influenced by the preparation. Support of proliferation was best by 25% platelet-poor serum. Serum supported the differentiation and migration of epithelial cells better than plasma.

Conclusion

The biochemical character of serum eyedrops is determined by the parameters chosen to produce the blood product. Plasma does not seem to offer an epitheliotrophic capacity equivalent to serum eyedrops. Their production should be optimized before any meaningful randomized controlled clinical trial can be attempted.

Keywords

Cornea Epithelium Serum Production Cell culture 

Notes

Danksagung

Die Autoren danken Frau Gudrun Müller für die sorgfältige und tatkräftige Unterstützung bei der Betreuung der Zellkulturen sowie Frau Gudrun Knebel für die technische Unterstützung bei den rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen.

Interessenkonflikt:

Der korrespondierende Autor versichert, dass keine Verbindungen mit einer Firma, deren Produkt in dem Artikel genannt ist, oder einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt vertreibt, bestehen.

Literatur

  1. 1.
    Araki A, Ohashi Y, Sasabe T, Hayashi K, Watanabe H, Tano Y, Handa H (1995) An SV-40-Immortalized Human Corneal Epithelial Cell Line and Its Characterization. Invest Ophthalmol Vis Sci 36:614–621PubMedGoogle Scholar
  2. 2.
    Barton K, Nava A, Monroy DC, Pflugfelder SC (1998) Cytokines and tear function in ocular surface disease. Adv Exp Med Biol 438:461–469PubMedGoogle Scholar
  3. 3.
    Pilcher BK, Dumin HA, Sudbeck BD, Krane SM, Welgus HG, Parks WC (1997) The Activity of Collagenase-1 is required for Keratinocyte Migration on a Type 1 Collagen Matrix. J Cell Biol 137:1445–1457CrossRefPubMedGoogle Scholar
  4. 4.
    Collins MK, Perkins GR, Rodriguez Tarduchy G, Nieto MA, Lopez Rivas A (1994) Growth factors as survival factors: regulation of apoptosis. Bioassays 16:133–138Google Scholar
  5. 5.
    Ebner S, You L, Völcker HE, Kruse FE (2001) Effekt von autologem Serum auf die Heilung nicht-infektiöser Hornhautulzera und Expression von Wachstumsfaktor-Rezeptoren in der Kornea. Ophthalmologe 98:27Google Scholar
  6. 6.
    Ferreira de Souza R, Kruse FE, Seitz B (2001) Autologes Serum bei sonst therapieresistenten Hornhautepitheldefekten — Prospektive Studie an den ersten 70 Augen. Klin Monatsbl Augenheilkd 218:720–726CrossRefPubMedGoogle Scholar
  7. 7.
    Fox RI, Chan R, Michelson JB, Belmont JB, Michelson PE (1984) Beneficial effect of artificial tears made with autologous serum in patients with keratoconjunctivitis sicca. Arthritis Rheum 27:459–461PubMedGoogle Scholar
  8. 8.
    Fredj-Reygrobellet D, Plouet J, Delazre T, Baudouin C, Bourret F, Lapalus P (1987) Effects of aFGF and bFGF on wound healing in rabbit corneas. Curr Eye Res 6:1205–1209PubMedGoogle Scholar
  9. 9.
    Fukuda M, Fullard RJ, Willcox MD et al. (1996) Fibronectin in the tear film. Invest Ophthalmol Vis Sci 37:459–467PubMedGoogle Scholar
  10. 10.
    Geerling G, Daniels JT, Dart JK, Cree IA, Khaw PT (2001) Toxicity of natural tear substitutes in a fully defined culture model of human corneal epithelial cells. Invest Ophthalmol Vis Sci 42:948–956PubMedGoogle Scholar
  11. 11.
    Geerling G, Hartwig D (2002) Autologe Serum-Augentropfen zur Therapie der Augenoberfläche — Eine Übersicht zur Wirksamkeit und Empfehlungen zur Anwendung. Ophthalmologe 99:949–959PubMedGoogle Scholar
  12. 12.
    Goto E, Shimmura S, Shimazaki J, Tsubota K (2001) Treatment of superior limbic keratoconjunctivitis by application of autologous serum. Cornea 20:807–810CrossRefPubMedGoogle Scholar
  13. 13.
    Imanishi J, Kamiyama K, Iguchi I, Kita M, Sotozono C, Konoshita S (2000) Growth factors: importance in wound healing and maintenance of transparency of the cornea. Prog Retin Eye Res 19:113–129CrossRefPubMedGoogle Scholar
  14. 14.
    Kaji Y, Amano S, Usui T, Suzuki K, Tanaka S, Oshika T, Nagai R, Horiuchi S (2001) Advanced glycation end products in Descemet’s membrane and their effect on corneal endothelial cell. Curr Eye Res 23:469–477CrossRefPubMedGoogle Scholar
  15. 15.
    Kao WWY, Kao C, Kaufman AH et al. (1998) Healing of corneal epithelial defects in plasminogen-and fibrinogen-deficient mice. Invest Ophthalmol Vis Sci 39:502–508Google Scholar
  16. 16.
    Kitazawa T, Kinoshita S, Fujita K et al. (1990) The mechanism of accelerated corneal epithelial healing by human epidermal growth factor. Invest Ophthalmol Vis Sci 31:1773–1778PubMedGoogle Scholar
  17. 17.
    Lopez Bernal D, Ubels JL (1993) Artificial tear composition and promotion of recovery of the damaged corneal epithelium. Cornea 12:115–120PubMedGoogle Scholar
  18. 18.
    McDonnell PJ, Schanzlin DJ, Rao NA (1988) Immunoglobulin deposition in the cornea after application of autologous serum. Arch Ophthalmol 106:1423–1425PubMedGoogle Scholar
  19. 19.
    Nelson JD, Gordon JF (1992) Topical fibronectin in the treatment of keratoconjunctivitis sicca. Chiron Keratoconjunctivitis Sicca Study Group. Am J Ophthalmol 114:441–447PubMedGoogle Scholar
  20. 20.
    Nishida T, Nakamura M, Ofuji K et al. (1996) Synergistic effects of substance P with insulin-like growth factor-1 on epithelial migration of the cornea. J Cell Physiol 169:159–166CrossRefPubMedGoogle Scholar
  21. 21.
    Nishida T, Ohashi Y, Awata T, Manabe R (1983) Fibronectin. A new therapy for corneal trophic ulcer. Arch Ophthalmol 101:1046–1048PubMedGoogle Scholar
  22. 22.
    Pastor JC, Calonge M (1992) Epidermal growth factor and corneal wound healing: a multicenter study. Cornea 11:311–314PubMedGoogle Scholar
  23. 23.
    Poon AC, Geerling G, Dart JK, Fraenkel GE, Daniels JT (2001) Autologous serum eyedrops for dry eyes and epithelial defects:clinical and in vitro toxicity studies. Br J Ophthalmol 85:1188–1197CrossRefPubMedGoogle Scholar
  24. 24.
    Rodeck U, Jost M, Kari C et al. (1997) EGF-R dependent regulation of keratinocyte survival. J Cell Sci 110:113–121PubMedGoogle Scholar
  25. 25.
    Rohrbach JM, Steuhl KP, Knorr M, Kirchhof B (2002) Bedeutung von Wachstumsfaktoren für die Wundheilung. In: Ophthalmologische Traumatologie. Schattauer, Stuttgart, S 415Google Scholar
  26. 26.
    Scardovi C, De Felice GP, Gazzaniga A (1993) Epidermal growth factor in the topical treatment of traumatic corneal ulcers. Ophthalmologica 206:119–124PubMedGoogle Scholar
  27. 27.
    Tsubota K, Goto E, Shimmura S et al. (1999) Treatment of persistent corneal epithelial defect by autologous serum application. Ophthalmology 106:1984–1989CrossRefPubMedGoogle Scholar
  28. 28.
    Tsubota K, Goto E, Fujita H, Ono M, Inoue H, Saito I, Shimmura S (1999) Treatment of dry eye by autologous serum application in Sjögren’s syndrome. Br J Ophthalmol 83:390–395Google Scholar
  29. 29.
    Ubels JL, Iorfino A, O’Brien WJ (1991) Retinoic acid decreases the number of EGF receptors in corneal epithelium and Chang conjunctival cells. Exp Eye Res 52:49–53Google Scholar
  30. 30.
    Wilson SE, Linag Q, Kim WJ (1999) Lacrimal gland HGF, KGF and EGF mRNA levels increase after corneal epithelial wounding. Invest Ophthalmol Vis Sci 40:2185–2190PubMedGoogle Scholar
  31. 31.
    Yamada M, Ogata M, Kawai M, Mashima Y (2000) Decreased substance P concentrations in tears from patients with corneal hypesthesia. Am J Ophthalmol 129:671–672CrossRefPubMedGoogle Scholar
  32. 32.
    Dugrillon A, Lauber S, Nguyen XD, Klueter H (2002) Platelets applied to wounds and in tissue regeneration: induction of proliferation apoptosis by platelet membranes. In: Mempel W, Schramm W (eds) Infusion therapy and transfusion medicine. 70–71Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 2004

Authors and Affiliations

  • P. Herminghaus
    • 1
  • G. Geerling
    • 1
    • 5
    Email author
  • D. Hartwig
    • 2
  • T. Wedel
    • 3
  • L. Dibbelt
    • 4
  1. 1.Klinik für AugenheilkundeUniversitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
  2. 2.Institut für Immunologie und TransfusionsmedizinUniversitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
  3. 3.Institut für AnatomieUniversität Lübeck
  4. 4.Institut für klinische ChemieUniversitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
  5. 5.Klinik für AugenheilkundeUniversitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus LübeckLübeck

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