Die Rolle von Nrf2 bei der Regeneration und Alterung der Haut unter Einsatz von PRGF (Platelet-Released-Growth Factors) in einem in-vitro Hautmodell

Stein, Matthias; Pufe, Thomas; Conrads, Georg

doi:HT031316324

Die Rolle von Nrf2 bei der Regeneration und Alterung der Haut unter Einsatz von PRGF (Platelet-Released-Growth Factors) in einem in-vitro Hautmodell

Stein, Matthias^RWTH*

2025 & 2026

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Matthias Stein, geb. Offermann

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2025

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2025

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2026

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Pufe, Thomas (Thesis advisor)^RWTH* ; Conrads, Georg (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2025-11-04

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2025-09339
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1020931/files/1020931.pdf

Einrichtungen

Institut und Lehrstuhl für Anatomie und Zellbiologie (511001-5 ; 921210)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Die Biostimulation mit Platelet-Released-Growth-Factors (PRGFs) bietet einen wachstumsfaktorreichen Therapieansatz zur Behandlung und Unterstützung des Wundgeschehens. Der Transkriptionsfaktor NRF2 schützt Zellen vor oxidativem Stress, reguliert die Expression antioxidativer Enzyme und co-reguliert entzündliche Zellzustände durch NF-κB-Inhibition. Der Einfluss von PRGF auf das NRF2-ARE System in primären, humanen Keratinozyten sowie auf die NF-κB-Regulierung in NRF2-Abhängigkeit wurde bisher nicht untersucht. Die Stimulation der Zellen wurden mittels Proliferations- und Viabilitäts-Assays charakterisiert, während die Differenzierung mit einem Dispase-Dissoziations-Assay untersucht wurde. Im Rahmen dieser Studie wurde mit Hilfe von Mono-Luciferase-Assays der Einfluss von PRGFs auf das NRF2-ARE- und NF-κB-System in Keratinozyten untersucht. Zudem wurden Gen-Expressions-Analysen und Western-Blots der NRF2-Zielgene und Zielproteine durchgeführt. Ergänzt wurde dies durch funktionelle ELISAs. Die NRF2-Abhängigkeit der Behandlung wurde über den NRF2-Inhibitor ML-385 untersucht. Auf Genexpressions- und Proteinebene zeigte die PRGF-Behandlung einen induktiven Effekt für HO-1 und NQO1. Darüber hinaus konnte ein NF-κB-inhibierender Effekt von PRGF auf Keratinozyten in einem Inflammations-Model gezeigt werden. Funktionell wirkte sich die PRGF-NRF2-Aktivierung auf die Ausschüttung von IL-1β, IL-6, IL-4, IL-10 und TNF-α aus. Es konnte zusätzlich gezeigt werden, dass mit PRGF und Sulforaphan vorbehandelte Keratinozyten eine Resilienz gegenüber pro-inflammatorischen Stressoren aufweisen. Ebenso konnten die antimikrobiellen Peptide HBD-2, HBD-3 und LL-37 in Überständen PRGF-behandelter Zellen nachgewiesen werden. Mit Hilfe der gezeigten Ergebnisse können bisher publizierte Studien zur positiven Auswirkung von PRP/PRGF auf das NRF2-ARE-System in Knochen-, Sehnen-, und Knorpelzellen um humane, primäre Keratinozyten ergänzt werden. Zudem konnten erste Nachweise über die NRF2-bedingte PRGF induzierte AMP-Regulierung festgestellt werden. Zur weiteren Charakterisierung und Funktion von PRGF auf NRF2 und der damit einhergehenden vielversprechenden anti-inflammatorischen und AMP-regulierenden Wirkung sind weitere (klinische) Studien zur Evaluierung als Therapieansatz sinnvoll.

Biostimulation with Platelet-Released Growth Factors (PRGFs) offers a growth factor rich therapeutic approach for the treatment and support of wound healing. The transcription factor NRF2 protects cells from oxidative stress, regulates the expression of antioxidant enzymes, and co-regulates inflammatory cell conditions through NF-κB inhibition. The influence of PRGF on the NRF2-ARE system in primary human keratinocytes, as well as its impact on NF-κB regulation in an NRF2-dependent manner, has not yet been investigated. Cell stimulation was characterized using proliferation and viability assays, while differentiation was examined using a dispase dissociation assay. In this study, the effect of PRGFs on the NRF2-ARE and NF-κB systems in keratinocytes was investigated by mono-luciferase assays. Additionally, gene expression analyses and Western blotting were performed to evaluate NRF2 target genes and proteins. These were complemented by functional ELISAs. The NRF2-dependency of the treatment was examined by using the NRF2 inhibitor ML-385. At the gene expression and protein levels, PRGF treatment showed an inductive effect on HO-1 and NQO1. Moreover, a NF-κBinhibitory effect of PRGF on keratinocytes was demonstrated in an inflammation model. Functionally, PRGF-NRF2 activation influenced the release of IL-1β, IL-6, IL-4, IL-10, and TNF-α. Additionally, it was shown that keratinocytes pretreated with PRGF and sulforaphane exhibited resilience against pro-inflammatory stressors. The antimicrobial peptides HBD-2, HBD-3 and LL-37 were also detected in the supernatants of PRGF treated cells. Following the presented results, previously published studies on the positive effect of PRP/PRGF on the NRF2-ARE system in bone, tendon, and cartilage cells can be extended to include human, primary keratinocytes. Additionally, preliminary evidence of NRF2-dependent PRGF-induced AMP regulation has been observed. Further characterization and investigation of PRGF's effects on NRF2, along with its promising anti-inflammatory and AMP-regulating effects, suggest that additional (clinical) studies for evaluation as a therapeutic approach are warranted.

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