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Titel: Der verstärkende Effekt einer Laserphotochemotherapie mit Cisplatin oder Zolendronsäure bei Knochen- und Knochentumorzellen in-vitro.
Autor: Saydali, Akram
Weitere Beteiligte: Draenert, Florian G. (Prof. Dr. med. Dr. med. dent.)
Erscheinungsjahr: 2017
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2017/0792
DOI: https://doi.org/10.17192/z2017.0792
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2017-07924
DDC: 610 Medizin, Gesundheit
Titel(trans.): The enhancing effect of a laser photochemotherapy with cisplatin or zolendronic acid in bone and bone tumor cells in-vitro.

Dokument

Schlagwörter:
Knochenkrankheit, Laserphotochemotherapie, Cisplatin, Zolendronsäure

Zusammenfassung:
Heutzutage findet eine alleinige Laserstrahlung (Low-Level-Lasertherapie) als lokal-konservative Therapie medizinische Anwendung, indem sie zur Förderung der Wundheilung und Verringerung der Entzündungen führt. Dies wird versucht durch eine direkte biostimulative Wirkung der Laserstrahlung auf die Mitochondrien zur erklären. Diesen Prozess bezeichnet man als Photobiomodulation. Die photodynamische Therapie (PDT) beruht auf einer kombinierten Nutzung von einem Photosensibilisator und der Laserstrahlung. In der Dermatologie wird sie zur Behandlung von Hautveränderungen eingesetzt. Darüber hinaus wird sie in der Zahnmedizin bei Endodontitiden, Parodontitiden und Periimplantitiden als antimikrobielle photodynamische Therapie verwendet. Diese Studie untersucht die Wirkung einer Kombination von LLLT mit einem Chemotherapeutikum (Cisplatin oder Zolendronsäure) in-vitro auf den zellulären Metabolismus. Dazu wurden primäre humane Osteoblasten und Knochen-Tumorzellen (Saos-2 Zelllinie) mit zunehmenden Konzentrationen von Cisplatin oder Zolendronsäure inkubiert und dann mit Diodenlaser (670 nm, 2 Minuten, 100mW/cm^2) bestrahlt. Danach erfolgte entweder eine Zellviabilitäts-messung mittels XTT-Assay oder eine histologische Untersuchung durch eine H.E.-Färbung. Im Vergleich zur nicht bestrahlten Kontrollgruppe erhöht eine alleinige Laserbestrahlung den Metabolismus der beiden Zelllinien. Nach Vorbehandlung mit Cisplatin oder Zolendronsäure war eine strahlenbedingte Toxizitätszunahme im Vergleich zur nicht bestrahlten Kontrolle erkennbar. Die Osteoblasten zeigten eine geringere Photosensibilität für Cisplatin im Vergleich zur Saos-2 Tumorzelllinie. Im Vergleich zu einer alleinigen Vorbehandlung mit Cisplatin reduzierte sich die Bioviabilität der beiden Zelllinien durch eine gleichzeitige Laserbestrahlung. Nur bei den höchsten Konzentrationen von Zolendronsäure erfolgte die strahleninduzierte Toxizitätszunahme bei den beiden Zellen. In der histologischen Untersuchung spiegelten sich diese Ergebnisse wieder. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine LLLT zu einer Toxizitätszunahme von einem lokal applizierten Chemotherapeutikum führen kann. Daraus könnten sich neue Therapieansätze für Knochentumoren und -Zysten im Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereich entwickeln.

Summary:
Nowadays, the low level laser therapy ist used as locally conservative therapy in medical applications, by leading to promote wound healing and reduce inflammation. This is done by a direct effect of the biostimulative laser irradiation on the mitochondria. This process is referred to as Photobiomodulation. Photodynamic therapy (PDT) is based on a combined using of a photosensitizer and the laser irradiation. In dermatology it is used for the treatment of skin lesions. In addition, it is used in dentistry in the treatment of root canals, periodontitis and periimplantitis as antimicrobial photodynamic therapy. This study aims to study the effect of a combination of LLLT with chemotherapy (cisplatin or zoledronic acid) in vitro on cellular metabolism. For this purpose, primary human osteoblasts and bone tumor cells (Saos-2 cell line) were incubated with different concentrations of cisplatin or zolendronic acid and then were irradiated twice with a diode laser (670 nm, 2 minutes, 100mW/cm^2). This was followed by either XTT assay (cell viability test) or histological examination by HE staining. Compared to the non-irradiated control group, a single laser irradiation increased metabolism of both cell lines. After pretreatment with cisplatin or zoledronic acid the radiation-induced cytotoxicity was clearly recognizable compared to the non-irradiated control. The osteoblasts showed lower photosensitivity for cisplatin compared to Saos-2 tumor cell line. In cases of pretreatment with cisplatin the viability of the two cell lines has been reduced by their simultaneous laser irradiation. The increased radiation-induced toxicity occurred only by the highest concentrations of zoledronic acid. These results were reflected in the histological examination as well. LLLT can lead to an increase of toxicity of local applied chemotherapeutic agent. This can be of therapeutic interest in the deveolopment of new therapeutic approaches for bone tumors and cysts in the oral and maxillofacial region.


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