<em>In vitro</em>-Studie zur Auswirkung von Kaltplasma auf bakteriell-induzierte Infektionen in parodontalen Zellen

Abstract

<strong>Zielsetzungen:</strong> Parodontitis wird verursacht durch eine dysbiotische Mikrobiota auf der Zahnoberfläche, wobei hierbei auch <em>Fusobacterium nucleatum</em> (<em>F. nucleatum</em>) eine Schlüsselrolle einnimmt. Nichtinvasives physikalisches Plasma (NIPP), ein hochreaktives Gas, kann proliferative, antiinflammatorische sowie antimikrobielle Effekte auf Zellen und Gewebe ausüben. Ziel der Untersuchung war es daher, den antiinflammatorischen Effekt von NIPP auf humane parodontale Ligamentfibroblasten (PDL)-Zellen im Rahmen einer mikrobiellen Infektion in vitro zu untersuchen. <br/> <strong>Material und Methoden:</strong> Um ein mikrobielles Milieu zu simulieren, wurden humane PDL- Zellen mit Zelllysat von <em>F. nucleatum</em> in verschiedenen Konzentrationen präinkubiert und anschließend mit NIPP für 60 s behandelt. Mittels RT-qPCR und ELISA wurden regulatorische Effekte von NIPP auf wichtige proinflammatorische Zytokine Interleukin (IL)-6 und IL-8 nach einem Tag auf Gen- und auf Proteinebene untersucht. Um die morphologische Zellintegrität nach Plasmabehandlung zu untersuchen, wurden die verschiedenen Gruppen mittels immunzytochemische Färbungen für DAPI miteinander verglichen. Des Weiteren wurden Immunfluoreszenzfärbungen mittels des Farbstoffes CellROX durchgeführt, um die Bildung reaktiver Sauerstoff-Spezies (ROS) durch die Plasmabehandlung zu visualisieren. <br/> <strong>Ergebnisse:</strong> Die alleinige NIPP-Applikation führte zu keiner signifikanten Veränderung der Expressionsrate von IL-6 und IL-8 auf Gen- und Proteinebene. Die Stimulation der Zellen mit aufsteigender <em>F. nucleatum</em>-Konzentration führte zu einer dosisabhängigen IL-8-Expressionszunahme sowohl auf Gen- als auch auf Proteinebene. Die Expression von IL-6 zeigte nur auf Proteinebene eine Dosisabhängigkeit. Der Vergleich zwischen den nur mit <em>F. nucleatum</em> stimulierten Zellen und den zusätzlich mit NIPP behandelten <em>F. nucleatum</em>-stimulierten Zellen, offenbarte eine deutliche Hemmung der IL-6 und IL-8-Expressionen durch NIPP auf der Proteinebene. Durch die DAPI-Phalloidin-Färbung wurden keine morphologischen Zellunterschiede sichtbar, jedoch konnte durch die Cell-ROX-Färbung der Nachweis erbracht werden, dass die Plasmabehandlung vermehrt ROS induziert. <br/> <strong>Schlussfolgerungen:</strong> Diese Ergebnisse legen nahe, dass NIPP die entzündliche Reaktion auf eine mikrobielle Infektion in PDL Zellen reduziert. Zwar wird durch eine NIPP-Behandlung die ROS-Bildung in PDL-Zellen gefördert, jedoch konnten keine Hinweise auf eine Beeinflussung der Zellintegrität gefunden werden.