Role of Fibroblasts in Regulation of Wound Healing

Abstract

Dermální fibroblasty hrají důležitou roli regulaci procesu hojení. Migrují do místa poranění, množí se a produkují řadu signalizačních molekul (např. prozánětlivé interleukiny IL6 a IL8) a složky mimobuněčné hmoty (např. kolagen typu I., hyaluronan, fibronektin). Narušení rovnováhy a načasování syntézy a odbourávání těchto molekul může vést k abnormálnímu hojení. Pro rány je typické současné působení několika stresových faktorů např. snížený přísun živin, zánět, bakteriální kontaminace, oxidační stres atd. Dosavadní in vitro výzkumy dermálních fibroblastů v procesu hojení simulovaly a popisovaly vliv vždy pouze jednoho z těchto faktorů. Tato dizertační práce se jako první zabývá chováním dermálních fibroblastů v prostředí dvou současně působících klíčových stresových faktorů rány v 2D in vitro kultuře a v 3D kolagenových hydrogelech, které byly připravovány v naší laboratoři. V první části této práce je popsáno chování dermálních fibroblastů v podmínkách rány tvořené dvěma stresovými faktory - nízkým množstvím živin (2% FBS) a prozánětlivou složkou ve formě bakteriálního lipopolysacharidu (LPS). Studované parametry chování buněk zahrnují metabolickou aktivitu, proliferaci, morfologii, migraci, produkci IL6 a IL8, syntézu kolagenu typu I a produkci matrix metalloproteináz (MMPs) 2 a 9. Byla...

Dermal fibroblasts participate actively in the regulation of wound healing process. They migrate and proliferate during the proliferative phase into the wound site and respond to signals from damaged tissue by secretion of a various pro-inflammatory molecules (e.g. interleukins IL6 and IL8) and extracellular matrix components (e.g. collagen type I, hyaluronan, fibronectin). The disruption of the balance and timing of synthesis and degradation of these molecules can lead to the transition of normal to abnormal non-healing process. Several stress factors act simultaneously in this type of wounds - impaired nutrition supply, inflammation, bacterial contamination, oxidative stress etc. However, the latest in vitro research of dermal fibroblasts in wound healing apply most often only one stress factor. This thesis deals with the response of dermal fibroblasts to the wound conditions. For the first time, a comprehensive study of the functional response of the cells to the two key wound stress factors is described in 2D culture and 3D self-made collagen hydrogel culture. In the first part of the thesis response of dermal fibroblasts to the wound conditions applying two stress factors - low nutrition (2% FBS) and inflammation simulated by bacterial lipopolysaccharide (LPS) - is characterized. The...