@article{GereckeEdlichGiulbudagianetal.2017,
  author    = {Gerecke, Christian and Edlich, Alexander and Giulbudagian, Michael and Schumacher, Fabian and Zhang, Nan and Said, Andre and Yealland, Guy and Lohan, Silke B. and Neumann, Falko and Meinke, Martina C. and Ma, Nan and Calderon, Marcelo and Hedtrich, Sarah and Schaefer-Korting, Monika and Kleuser, Burkhard},
  title     = {Biocompatibility and characterization of polyglycerol-based thermoresponsive nanogels designed as novel drug-delivery systems and their intracellular localization in keratinocytes},
  series = {Nanotoxicology},
  volume    = {11},
  journal   = {Nanotoxicology},
  publisher = {Routledge, Taylor \& Francis Group},
  address   = {Abingdon},
  issn      = {1743-5390},
  doi       = {10.1080/17435390.2017.1292371},
  pages     = {267 -- 277},
  year      = {2017},
  abstract  = {Novel nanogels that possess the capacity to change their physico-chemical properties in response to external stimuli are promising drug-delivery candidates for the treatment of severe skin diseases. As thermoresponsive nanogels (tNGs) are capable of enhancing penetration through biological barriers such as the stratum corneum and are taken up by keratinocytes of human skin, potential adverse consequences of their exposure must be elucidated. In this study, tNGs were synthesized from dendritic polyglycerol (dPG) and two thermoresponsive polymers. tNG_dPG_tPG are the combination of dPG with poly(glycidyl methyl ether-co-ethyl glycidyl ether) (p(GME-co-EGE)) and tNG_dPG_pNIPAM the one with poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAM). Both thermoresponsive nanogels are able to incorporate high amounts of dexamethasone and tacrolimus, drugs used in the treatment of severe skin diseases. Cellular uptake, intracellular localization and the toxicological properties of the tNGs were comprehensively characterized in primary normal human keratinocytes (NHK) and in spontaneously transformed aneuploid immortal keratinocyte cell line from adult human skin (HaCaT). Laser scanning confocal microscopy revealed fluorescently labeled tNGs entered into the cells and localized predominantly within lysosomal compartments. MTT assay, comet assay and carboxy-H2DCFDA assay, demonstrated neither cytotoxic or genotoxic effects, nor any induction of reactive oxygen species of the tNGs in keratinocytes. In addition, both tNGs were devoid of eye irritation potential as shown by bovine corneal opacity and permeability (BCOP) test and red blood cell (RBC) hemolysis assay. Therefore, our study provides evidence that tNGs are locally well tolerated and underlines their potential for cutaneous drug delivery.},
  language  = {en}
}
@misc{GereckeEdlichGiulbudagianetal.2017,
  author    = {Gerecke, Christian and Edlich, Alexander and Giulbudagian, Michael and Schumacher, Fabian and Zhang, Nan and Said, Andre and Yealland, Guy and Lohan, Silke B. and Neumann, Falko and Meinke, Martina C. and Ma, Nan and Calder{\´o}n, Marcelo and Hedtrich, Sarah and Sch{\"a}fer-Korting, Monika and Kleuser, Burkhard},
  title     = {Biocompatibility and characterization of polyglycerol-based thermoresponsive nanogels designed as novel drug-delivery systems and their intracellular localization in keratinocytes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-395325},
  pages     = {11},
  year      = {2017},
  abstract  = {Novel nanogels that possess the capacity to change their physico-chemical properties in response to external stimuli are promising drug-delivery candidates for the treatment of severe skin diseases. As thermoresponsive nanogels (tNGs) are capable of enhancing penetration through biological barriers such as the stratum corneum and are taken up by keratinocytes of human skin, potential adverse consequences of their exposure must be elucidated. In this study, tNGs were synthesized from dendritic polyglycerol (dPG) and two thermoresponsive polymers. tNG_dPG_tPG are the combination of dPG with poly(glycidyl methyl ether-co-ethyl glycidyl ether) (p(GME-co-EGE)) and tNG_dPG_pNIPAM the one with poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAM). Both thermoresponsive nanogels are able to incorporate high amounts of dexamethasone and tacrolimus, drugs used in the treatment of severe skin diseases. Cellular uptake, intracellular localization and the toxicological properties of the tNGs were comprehensively characterized in primary normal human keratinocytes (NHK) and in spontaneously transformed aneuploid immortal keratinocyte cell line from adult human skin (HaCaT). Laser scanning confocal microscopy revealed fluorescently labeled tNGs entered into the cells and localized predominantly within lysosomal compartments. MTT assay, comet assay and carboxy-H2DCFDA assay, demonstrated neither cytotoxic or genotoxic effects, nor any induction of reactive oxygen species of the tNGs in keratinocytes. In addition, both tNGs were devoid of eye irritation potential as shown by bovine corneal opacity and permeability (BCOP) test and red blood cell (RBC) hemolysis assay. Therefore, our study provides evidence that tNGs are locally well tolerated and underlines their potential for cutaneous drug delivery.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Trescher2012,
  author    = {Trescher, Karoline},
  title     = {Cokulturtestsystem f{\"u}r die Untersuchung des Einflusses physikochemischer Eigenschaften von Copolymeren auf das Verhalten von Keratinozyten und Fibroblasten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-62915},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2012},
  abstract  = {Chemische und physikalische Eigenschaften von Polymeren k{\"o}nnen verschiedene Zelltypen unterschiedlich, z. B. hinsichtlich Adh{\"a}renz oder Funktionalit{\"a}t, beeinflussen. Die Elastizit{\"a}t eines Polymers beeinflusst vor allem, welche Zugkr{\"a}fte eine Zelle gegen{\"u}ber ihrem Substrat entwickeln kann. Das Zellverhalten wird dann {\"u}ber intrazellul{\"a}re R{\"u}ckkopplungsmechanismen reguliert. Die Oberfl{\"a}chenladung und/oder Hydrophilie eines Polymers beeinflusst zun{\"a}chst die Adsorption von Ionen, Proteinen und anderen Molek{\"u}len. Vor allem {\"u}ber die Zusammensetzung, Dichte und Konformation der adsorbierten Komponenten werden anschließend die Wechselwirkungen mit den Zellen vermittelt. Des Weiteren k{\"o}nnen verschiedene Zelltypen unterschiedliche membranassoziierte Proteine, Zucker und Lipide aufweisen, so dass Polymereigenschaften zellspezifische Effekte bewirken k{\"o}nnen. F{\"u}r biotechnologische Anwendungen und f{\"u}r den Einsatz in der regenerativen Medizin gewinnen Polymere, die spezifische Zellreaktionen regulieren k{\"o}nnen, immer weiter an Bedeutung. Die Isolierung und Kultur von prim{\"a}ren Keratinozyten ist noch immer anspruchsvoll und die ad{\"a}quate Heilung von Hautwunden stellt eine fortw{\"a}hrende medizinische Herausforderung dar. Ein Polymer, das eine bevorzugte Adh{\"a}renz von Keratinozyten bei gleichzeitig verminderter Anheftung dermaler Fibroblasten erm{\"o}glicht, w{\"u}rde erhebliche Vorteile f{\"u}r den Einsatz in der Keratinozyten-Zellkultur und als Wundauflage bieten. Um den potentiell spezifischen Einfluss bestimmter Polymereigenschaften auf prim{\"a}re humane Keratinozyten und dermale Fibroblasten zu untersuchen, wurde in der vorliegenden Arbeit ein Zellkultursystem f{\"u}r die Mono- und Cokultur beider Zelltypen entwickelt. Das Testsystem wurde als Screening konzipiert, um den Einfluss unterschiedlicher Polymereigenschaften in mehreren Abstufungen auf die Zellen zu untersuchen. Folgende Parameter wurden untersucht: 1. Vitalit{\"a}t und Dichte adh{\"a}renter und nicht-adh{\"a}rierter Zellen, 2. Sch{\"a}digung der Zellmembran, 3. selektive Adh{\"a}renz von Keratinozyten in Cokultur durch die spezifische immunzytochemische F{\"a}rbung von Keratin14 und Vimentin. F{\"u}r die Polymere mit variabler Elastizit{\"a}t wurden zus{\"a}tzlich die Ablagerung extrazellul{\"a}rer Matrixkomponenten und die Sekretion l{\"o}slicher Faktoren durch die Zellen untersucht. Als Modellpolymere f{\"u}r die Variation der Elastizit{\"a}t wurden vernetzte Poly(n-butylacrylate) (cPnBA) verwendet, da deren Elastizit{\"a}t durch den Anteil des Vernetzers eingestellt werden kann. Auf dem weniger elastischen cPnBA zeigte sich in der Cokultur ein doppelt so hohes Verh{\"a}ltnis von Keratinozyten zu Fibroblasten wie auf dem elastischeren cPnBA, so dass ein leichter zellselektiver Effekt angenommen werden kann. Acrylnitril-basierte Copolymere wurden als Modellpolymere f{\"u}r die Variation der Oberfl{\"a}chenladung und Hydrophilie verwendet, da die Eigenschaften durch Art und molaren Anteil des Comonomers eingestellt werden k{\"o}nnen. Durch Variation des molaren Anteils der Comonomere mit positiver bzw. negativer Ladung, Methacryls{\"a}ure-2-aminoethylester-hydrochhlorid (AEMA) und N-3-Aminopropyl-methacrylamid-hydro-chlorid (APMA) bzw. Natriumsalz der 2-Methyl-2-propen-1-sulfons{\"a}ure (NaMAS), wurde der Anteil der positiven bzw. negativen Ladung im Copolymer variiert. Durch die Erh{\"o}hung des molaren Anteils des hydrophilen Comonomers N-Vinylpyrrolidon (NVP) wurde die Hydrophilie des Copolymers gesteigert. Die Erh{\"o}hung des molaren Anteils an positiv geladenem Comonomer AEMA im Copolymer f{\"u}hrte tendenziell zu einer h{\"o}heren Keratinozytendichte, wobei die Fibroblastendichte unver{\"a}ndert blieb. Durch die Erh{\"o}hung des molaren Anteils des positiv geladenen Comonomers APMA ergaben sich keine deutlichen Unterschiede in Dichte, Vitalit{\"a}t oder Selektivit{\"a}t der Zellen. Durch die stufenweise Erh{\"o}hung des molaren Anteils des negativ geladenen Comonomers NaMAS konnte, wie im Falle von AEMA, eine Tendenz zur verbesserten Keratinozytenadh{\"a}renz beobachtet werden. Die Steigerung der Hydrophilie der Copolymere f{\"u}hrte sowohl f{\"u}r Keratinozyten als auch f{\"u}r Fibroblasten zu einer reduzierten Adh{\"a}renz und Vitalit{\"a}t. In der vorliegenden Doktorarbeit wurde ein Testverfahren etabliert, das die Untersuchung von prim{\"a}ren humanen Keratinozyten und prim{\"a}ren humanen Fibroblasten in Monokultur und Cokultur auf verschiedenen Polymeren erm{\"o}glicht. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass sich durch die gezielte Modifizierung verschiedener Polymereigenschaften die Adh{\"a}renz und Vitalit{\"a}t beider Zelltypen beeinflussen l{\"a}sst. Die Reduktion der Elastizit{\"a}t sowie die Erh{\"o}hung des molaren Anteils geladener Comonomere f{\"u}hrten zu einer Zunahme der Keratinozytenadh{\"a}renz. Da die Fibroblasten unbeeinflusst blieben, zeigte sich f{\"u}r einige der untersuchten Polymere eine leichte Zellselektivit{\"a}t. Diese k{\"o}nnte durch die weitere Erh{\"o}hung der Steifigkeit oder des Anteils geladener Comonomere m{\"o}glicherweise weiter gesteigert werden.},
  language  = {de}
}