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sj-pdf-1-ajs-10.1177_03635465221145958 – Supplemental material for Evaluation of the Potential of Umbilical Cord Mesenchymal Stromal Cell–Derived Small Extracellular Vesicles to Improve Rotator Cuff Healing: A Pilot Ovine Study
No full textSupplemental material, sj-pdf-1-ajs-10.1177_03635465221145958 for Evaluation of the Potential of Umbilical Cord Mesenchymal Stromal Cell–Derived Small Extracellular Vesicles to Improve Rotator Cuff Healing: A Pilot Ovine Study by Florien Jenner, Andrea Wagner, Iris Gerner, Eberhard Ludewig, Robert Trujanovic, Eva Rohde, Brigitte von Rechenberg, Mario Gimona and Andreas Traweger in The American Journal of Sports Medicine</p
Clodronate für die Behandlung von Osteoarthritis? : Untersuchung des anti-inflammatorischen Effektes von Bisphosphonat in einem in vitro Osteoathritis Modell und dessen Wirkung auf die chondrogene Differenzierung von equinen mesenchymalen Stammzellen
No full textDiplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023Osteoarthritis gilt als die häufigste Lahmheitsursache bei Pferden. Die Krankheit zeichnet sich durch ihr progedientes Voranschreiten und geringe Heilungschancen aus. Die zur Behandlung von OA zugelassenen Therapien kann man grundsätzlich in krankheitsmodifizierende oder symptommodifizierende Behandlungen einteilen, wobei keine von ihnen eine Restitutio ad integrum verspricht. Um die unbefriedigende Behandlungssituation zu lösen, wird intensiv an neuen Therapien geforscht. Ein potenziell vielversprechendes Mittel könnte das Medikament Clodronate sein. Clodronate wurde ursprünglich zur Behandlung von skeletalen Erkrankungen entwickelt, da es den Knochenabbau nachweislich hemmt. Neuere Forschungen befassen sich mit der Fragestellung, ob Clodronate auch einen antiinflammatorischen und schmerzlindernden Effekt in einem osteoarthritischen Gelenk ausübt und somit der Pathogenese entgegenwirken könnte. Ein weiteres neues Anwendungsgebiet könnte der Einsatz von Clodronate in der Stammzelltherapie sein. Der Zusatz von Clodronate zu kultivierten Stammzellen soll deren chondrogene Differenzierung fördern. Die intraartikuläre Applikation der vorwiegend chondrogen differenzierten Stammzellen könnte zur Heilung von osteoarthritischen Gelenkserkrankungen beitragen. In der hier vorgelegten Arbeit wurde der anti-entzündlicher Effekt von zwei verschiedenen Dosierungen an Clodronate an einem equinen in vitro OA-Modell mittels Genexpressionsanalyse untersucht. Zusammenfassend kann man sagen, dass Clodronate zu einer verringerten Expression an IL6 nach 1 Woche Kultur im OA- Modell gekommen ist. Dies deutet auf einen antiinflammatorischen Effekt hin. Die Expression der Matrixmetalloproteinasen MMP1, MMP3 und MMP13, die zu einer negativen Gewebsmodellierung beitragen, wurde im Durchschnitt ebenfalls gesenkt. Dabei konnten aber Zeit- und Konzentrationsabhängige Unterschiede festgestellt werden, die in weiteren Studien, mit mehr Probanden, genauer erforscht werden sollten. In einem weiteren Versuch wurde die Wirkung von Clodronate auf die chondrogene Differenzierung von equinen mesenchymalen Stammzellen unter Kulturbedingungen getestet. Dazu wurden eine Genexpressionsanalyse und eine histologische Untersuchung, nach dreiwöchiger Kultivierung, durchgeführt. Es konnte eine gesteigerte Expression der chondrogenen Marker Col2a1 und Acan durch die Zugabe von hochdosiertem Clodronate (2ug/ml), ohne Zugabe eines Differenzierungsmediums, im Vergleich zur Negativkontrolle nach dreiwöchiger Kulturzeit beobachtet werden. Auch die geringere Dosierung (0, 2ug/ml) wies dieselbe, wenn auch nicht signifikante Tendenz auf. Die Genexpression zeigte eine signifikante Reduktion der Expression aller drei osteogenen Marker (ALP, Runx2 und Osteonectin). Zusammengefasst ergab die histologische Untersuchung der Stammzelldifferenzierung, dass der Zusatz von hochdosiertem Clodronate zum chondrogenen Differenzierungsmedium, zu einer schwächeren Ossifikation (weniger positive Kossa Färbung) als in der Negativkontrolle (reines Kulturmedium) geführt hat. Dies stimmt mit den Ergebnissen der Genexpressionsanalyse überein. Die Zugabe von niedrigdosiertem Clodronate in der Nebenwirkungskontrolle (0,2ug/ml) zum Kulturmedium führte zu einer geringgradig gesteigerten osteogenen Differenzierung (Bildung von extrazellulären Kalziumablagerungen) im Vergleich zur Negativkontrolle und hochdosierten Nebenwirkungskontrolle (2ug/ml) in allen biologischen Proben. Dies konnte zwar in der Genexpressionsanalyse nicht nachgewiesen werden, deutet aber auf eine pro osteogene Wirkung dieser Dosierung hin. Somit scheint Clodronate einen Konzentration- und zeitabhängigen positiven Effekt auf osteoarthritische Gelenke zu haben und auch die chondrogene Differenzierung positiv zu beeinflussen. Um dieses Medikament jedoch als Therapie anbieten zu können, müssen noch viele weitere Studien folgen, um eine sichere und wirksame Anwendung zu ermöglichen.Diploma thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2023Osteoarthritis is considered the most common cause of lameness in horses. The disease is characterised by its progredient progression and low chances of cure. The therapies approved for the treatment of OA can basically be divided into disease-modifying or symptom-modifying treatments, none of which promises a restitutio ad integrum. In order to resolve the unsatisfactory treatment situation, intensive research is being conducted into new therapies. One potentially promising agent could be the drug Clodronate. Clodronate was originally developed to treat skeletal diseases because it has been shown to inhibit bone resorption. Recent research is looking at whether Clodronate also exerts an antiinflammatory and analgesic effect in an osteoarthritic joint and could thus counteract the pathogenesis. Another new therapeutic field could be the use of Clodronate in stem cell therapy. The addition of Clodronate to cultured stem cells should promote their chondrogenic differentiation. The intra-articular application of the predominantly chondrogenically differentiated stem cells could contribute to the healing of osteoarthritic joint diseases. In the work presented here, the anti-inflammatory effect of two different doses of clodronate (2ug/ml; 0,2ug/ml) were investigated in an equine in vitro OA model using gene expression analysis. In summary, clodronate resulted in a decreased expression of IL6 after 1 week of culture in the OA model. This indicates an anti-inflammatory effect. The expression of the matrix metalloproteinases MMP1, MMP3 and MMP13, which contribute to negative tissue remodelling, was also reduced on average. However, time- and concentration-dependent differences were found, which should be investigated in more detail in further studies with more probands. In another experiment, the effect of clodronate on chondrogenic differentiation of equine mesenchymal stem cells was tested under culture conditions. For this purpose, gene expression analysis and histological examination, after three weeks of cultivation, were performed. An increased expression of the chondrogenic markers Col2a1 and Acan was observed by the addition of high-dose Clodronate (2ug/ml), without the addition of a differentiation medium, compared to the negative control after three weeks of culture. The lower dosage (0, 2ug/ml) also showed the same, albeit non-significant, trend. Gene expression showed a significant reduction in the expression of all three osteogenic markers (ALP, Runx2 and osteonectin). In summary, histological examination of stem cell differentiation revealed that the addition of high-dose Clodronate, to the chondrogenic differentiation medium, resulted in weaker ossification (less positive Kossa staining) than in the negative control (pure culture medium). This is consistent with the results of the gene expression analysis. The addition of low-dose clodronate in the side control (0.2ug/ml) to the culture medium resulted in a slight increase in osteogenic differentiation (formation of extracellular calcium deposits) compared to the negative control and high-dose side control (2ug/ml) in all biological samples. Although this could not be demonstrated in the gene expression analysis, it suggests a pro osteogenic effect of this dosage. Thus, Clodronate appears to have a concentration and time-dependent beneficial effect on osteoarthritic joints and also to positively influence chondrogenic differentiation. However, in order to be able to offer this drug as a therapy, much more research must follow in order to enable a safe and effective application.Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023Osteoarthritis gilt als die häufigste Lahmheitsursache bei Pferden. Die Krankheit zeichnet sich durch ihr progedientes Voranschreiten und geringe Heilungschancen aus. Die zur Behandlung von OA zugelassenen Therapien kann man grundsätzlich in krankheitsmodifizierende oder symptommodifizierende Behandlungen einteilen, wobei keine von ihnen eine Restitutio ad integrum verspricht. Um die unbefriedigende Behandlungssituation zu lösen, wird intensiv an neuen Therapien geforscht. Ein potenziell vielversprechendes Mittel könnte das Medikament Clodronate sein. Clodronate wurde ursprünglich zur Behandlung von skeletalen Erkrankungen entwickelt, da es den Knochenabbau nachweislich hemmt. Neuere Forschungen befassen sich mit der Fragestellung, ob Clodronate auch einen antiinflammatorischen und schmerzlindernden Effekt in einem osteoarthritischen Gelenk ausübt und somit der Pathogenese entgegenwirken könnte. Ein weiteres neues Anwendungsgebiet könnte der Einsatz von Clodronate in der Stammzelltherapie sein. Der Zusatz von Clodronate zu kultivierten Stammzellen soll deren chondrogene Differenzierung fördern. Die intraartikuläre Applikation der vorwiegend chondrogen differenzierten Stammzellen könnte zur Heilung von osteoarthritischen Gelenkserkrankungen beitragen. In der hier vorgelegten Arbeit wurde der anti-entzündlicher Effekt von zwei verschiedenen Dosierungen an Clodronate an einem equinen in vitro OA-Modell mittels Genexpressionsanalyse untersucht. Zusammenfassend kann man sagen, dass Clodronate zu einer verringerten Expression an IL6 nach 1 Woche Kultur im OA- Modell gekommen ist. Dies deutet auf einen antiinflammatorischen Effekt hin. Die Expression der Matrixmetalloproteinasen MMP1, MMP3 und MMP13, die zu einer negativen Gewebsmodellierung beitragen, wurde im Durchschnitt ebenfalls gesenkt. Dabei konnten aber Zeit- und Konzentrationsabhängige Unterschiede festgestellt werden, die in weiteren Studien, mit mehr Probanden, genauer erforscht werden sollten. In einem weiteren Versuch wurde die Wirkung von Clodronate auf die chondrogene Differenzierung von equinen mesenchymalen Stammzellen unter Kulturbedingungen getestet. Dazu wurden eine Genexpressionsanalyse und eine histologische Untersuchung, nach dreiwöchiger Kultivierung, durchgeführt. Es konnte eine gesteigerte Expression der chondrogenen Marker Col2a1 und Acan durch die Zugabe von hochdosiertem Clodronate (2ug/ml), ohne Zugabe eines Differenzierungsmediums, im Vergleich zur Negativkontrolle nach dreiwöchiger Kulturzeit beobachtet werden. Auch die geringere Dosierung (0, 2ug/ml) wies dieselbe, wenn auch nicht signifikante Tendenz auf. Die Genexpression zeigte eine signifikante Reduktion der Expression aller drei osteogenen Marker (ALP, Runx2 und Osteonectin). Zusammengefasst ergab die histologische Untersuchung der Stammzelldifferenzierung, dass der Zusatz von hochdosiertem Clodronate zum chondrogenen Differenzierungsmedium, zu einer schwächeren Ossifikation (weniger positive Kossa Färbung) als in der Negativkontrolle (reines Kulturmedium) geführt hat. Dies stimmt mit den Ergebnissen der Genexpressionsanalyse überein. Die Zugabe von niedrigdosiertem Clodronate in der Nebenwirkungskontrolle (0,2ug/ml) zum Kulturmedium führte zu einer geringgradig gesteigerten osteogenen Differenzierung (Bildung von extrazellulären Kalziumablagerungen) im Vergleich zur Negativkontrolle und hochdosierten Nebenwirkungskontrolle (2ug/ml) in allen biologischen Proben. Dies konnte zwar in der Genexpressionsanalyse nicht nachgewiesen werden, deutet aber auf eine pro osteogene Wirkung dieser Dosierung hin. Somit scheint Clodronate einen Konzentration- und zeitabhängigen positiven Effekt auf osteoarthritische Gelenke zu haben und auch die chondrogene Differenzierung positiv zu beeinflussen. Um dieses Medikament jedoch als Therapie anbieten zu können, müssen noch viele weitere Studien folgen, um eine sichere und wirksame Anwendung zu ermöglichen
Inzidenz von Dyskomforthaltungen bei Pferden mt Lahmheit
No full textDiplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023Schmerz und auch dessen Erkennung spielen eine wichtige Rolle in der gesamten Medizin, der Veterinärmedizin und auch in der equinen Medizin. Da Pferde nicht in der Lage sind mitzuteilen, was ihnen Unwohlsein bereitet, ist es wichtig, dies anhand verschiedener Parameter zu erkennen. Einige sind mit den verschiedenen Schmerzskalen - dem HGS oder CPS - auch bereits bekannt und klinisch gut erprobt. Mit der Beobachtung der Dyskomforthaltung und dem dazugehörigen Dyskomfortverhalten hat sich ein weiteres, einfaches Werkzeug gefunden, das Tierärzten/Tierärztinnen hilft, Unwohlsein beim Pferd schnell und einfach erkennen zu können. Allen voran ist die Bergziegenhaltung, die sich in besonders ausgeprägten Fällen auch ohne weitere Messungen erkennen lässt, ein guter Indikator für einen sehr hohen Grad an Dyskomfort, wobei hierbei nur auf den orthopädischen Dyskomfort eingegangen wurde. Schon sehr geringgradig ausgeprägte Bergziegenhaltungen lassen sich bereits auf einem Foto oder kurzen Video einfach durch Messungen feststellen. Weiterhin lässt auch die symmetrische bzw. asymmetrische Stellung der Vordergliedmaßen einen Schluss auf einen vorhandenen Dyskomfort zu, da sich hohe Asymmetriegrade allen voran bei Pferden gefunden haben, die ebenfalls eine mindestens gering, wenn nicht sogar höhergradige Lahmheit gezeigt haben. Ebenso sind spezifische Verhaltensweisen, die eindeutig einem unkomfortablen Zustand zuzuordnen sind, auch bei Pferden mit orthopädischen Problemen häufig anzutreffen. Auch hat sich gezeigt, dass es für pferdeerfahrene Laien möglich ist, einen Dyskomfort bei Pferden, ab einem gewissen Grad sogar ohne vorherige Einschulung, zu erkennen, allerdings ohne diesen näher graduieren zu können.Diploma thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2023Pain and its detection plays an important role in all of medicine, veterinary medicine and also in equine medicine. As horses are not able to communicate what is causing them discomfort, it is important to recognize it by different parameters. Some of them are already known and clinically well tested with the different pain scales - the HGS or CPS. With the discomfort posture and the corresponding discomfort behavior, another simple tool has been found that helps veterinarians to recognize discomfort in horses quickly and easily. First and foremost, mountain goat posture, which can be detected in particularly pronounced cases even without further measurements, is a good indicator of a very high degree of discomfort, whereby only orthopedic discomfort has been addressed here. Only very slightly pronounced mountain goat postures can be detected very easily by measurements already on a photo or short video. Furthermore, the symmetrical or asymmetrical posture of the forelimbs also provides a conclusion on an existing discomfort, since high degrees of asymmetry have been found mainly in horses that have also shown a clear lameness. Similarly, specific behaviors that can be clearly attributed to an uncomfortable condition are also common in horses with orthopedic problems. It is also possible, even for laypersons experienced in horses, to recognize discomfort in horses above a certain level without prior schooling, but without being able to graduate it.Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023Schmerz und auch dessen Erkennung spielen eine wichtige Rolle in der gesamten Medizin, der Veterinärmedizin und auch in der equinen Medizin. Da Pferde nicht in der Lage sind mitzuteilen, was ihnen Unwohlsein bereitet, ist es wichtig, dies anhand verschiedener Parameter zu erkennen. Einige sind mit den verschiedenen Schmerzskalen - dem HGS oder CPS - auch bereits bekannt und klinisch gut erprobt. Mit der Beobachtung der Dyskomforthaltung und dem dazugehörigen Dyskomfortverhalten hat sich ein weiteres, einfaches Werkzeug gefunden, das Tierärzten/Tierärztinnen hilft, Unwohlsein beim Pferd schnell und einfach erkennen zu können. Allen voran ist die Bergziegenhaltung, die sich in besonders ausgeprägten Fällen auch ohne weitere Messungen erkennen lässt, ein guter Indikator für einen sehr hohen Grad an Dyskomfort, wobei hierbei nur auf den orthopädischen Dyskomfort eingegangen wurde. Schon sehr geringgradig ausgeprägte Bergziegenhaltungen lassen sich bereits auf einem Foto oder kurzen Video einfach durch Messungen feststellen. Weiterhin lässt auch die symmetrische bzw. asymmetrische Stellung der Vordergliedmaßen einen Schluss auf einen vorhandenen Dyskomfort zu, da sich hohe Asymmetriegrade allen voran bei Pferden gefunden haben, die ebenfalls eine mindestens gering, wenn nicht sogar höhergradige Lahmheit gezeigt haben. Ebenso sind spezifische Verhaltensweisen, die eindeutig einem unkomfortablen Zustand zuzuordnen sind, auch bei Pferden mit orthopädischen Problemen häufig anzutreffen. Auch hat sich gezeigt, dass es für pferdeerfahrene Laien möglich ist, einen Dyskomfort bei Pferden, ab einem gewissen Grad sogar ohne vorherige Einschulung, zu erkennen, allerdings ohne diesen näher graduieren zu können
Progressing towards better translatability in in vitro tendinopathy models
No full textDissertation - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023Tendinopathien sind überlastungsbedingte Verletzungen und die häufigsten muskuloskelettalen Beschwerden, die Patienten dazu veranlassen, einen Arzt aufzusuchen. Trotz erheblicher Forschungsanstrengungen hat noch keine krankheitsmodifizierende Therapie den Weg in die Kliniken gefunden. Dies ist ein eindrückliches Beispiel für die translationalen Herausforderungen in der Forschung und unterstreicht die Schwierigkeiten bei der Überbrückung der Kluft zwischen den Ergebnissen von ln-vitro-Studien, Tiermodellen und ihrer Anwendbarkeit auf klinische Behandlungen beim Menschen. Die Hürden für die Umsetzung ergeben sich aus vielen Faktoren, wobei der Mangel an zweckmäßigen Tiermodellen an erster Stelle zu nennen ist. Die Auswahl von Tiermodellen basiert häufig auf Verfügbarkeit, Praktikabilität und Kosten und nicht auf der Fähigkeit der Modelle, die Pathogenese von Krankheiten genau zu reproduzieren. Die Komplexität menschlicher Krankheiten, die pathomechanische Mechanismen, Entzündungsreaktionen, Immunreaktionen und Biomechanik umfasst, stellt jedoch eine große Herausforderung dar, und häufig fehlt es an validierten Tiermodellen. Um diese Probleme zu lösen, müssen angepasste und genauere ln-vitro-Modelle entwickelt werden, die die Vielschichtigkeit dieser Krankheiten besser erfassen können. In dieser Arbeit sollen daher neue Technologien und vergleichende Rahmenbedingungen für die lnvitro-Modellierung von Wundheilung und Tendinopathien entwickelt werden. Das übergeordnete Zielbesteht darin, eine genauere Darstellung der ln-vivo-Situation zu schaffen und dabei das 3R-Prinzip (Replacement, Reduction und Refinement) zu befolgen, um den Einsatz von Tieren in der Forschung zu minimieren. Zu diesem Zweck verfolgt die in dieser Arbeit vorgestellte Forschung zwei Hauptziele: Das erste Ziel war die Entwicklung einer standardisierten, reproduzierbaren Methode zur lmmitation der Wundheilung in vitro. Die neuartige magnetische Scratch-Methode verspricht eine verbesserte Wiederholbarkeit, Reproduzierbarkeit und präzise geometrische Kontrolle und übertrifft damit bestehende Techniken wie Pipetten-Scratch-Assays. Die Simulation einer Wundheilungsumgebung mit geschädigten und abgestorbenen Zellen unter Beibehaltung einer hohen Standardisierung des Spalts verbessert biologische Grundlagenstudien und das Screening von Medikamenten. Das zweite Ziel war die Erforschung artspezifischer Variationen in muskuloskelettalen Tiermodellen, insbesondere der Vergleich der Entzündungsreaktionen von Tenozyten verschiedener Modellarten mit denen des Menschen. Diese Forschung gibt Aufschluss über die potenziellen Auswirkungen dieser Unterschiede auf die Ergebnisse von Translationsstudien. Obwohl kein einzelnes Tiermodell die menschlichen Zellen perfekt widerspiegelt, trägt diese Arbeit zu unserem Verständnis muskuloskelettaler Pathologien und artspezifischer Unterschiede bei. Diese Arbeit ist vielversprechend für die zukünftige Untersuchung verschiedener biologischer Phänomene u.a. zum besseren Verständnis der Mechanotransduktionswege, der zellulären Reaktionen auf mechanische Reize, des Tissue Engineering und verwandter Bereiche. Da es noch viele Herausforderungen gibt, ist diese Forschung als Teil einer breiteren Anstrengung zu sehen, das Translationspotenzial, die wissenschaftliche Strenge und ethische Überlegungen bei biomedizinischen Untersuchungen zu verbessern.Dissertation - University of Veterinary Medicine Vienna - 2023Tendinopathies are debilitating overuse injuries and the most common musculoskeletal complaints leading patients to seek medical attention. Despite substantial research efforts, no disease-modifying therapy has made its way to the clinics, serving as a prominent example of the translational challenges in research and underscoring the difficulties in bridging the gap between findings in vitro studies, animal models and their applicability to human clinical treatments. The translation hurdles arise from many factors, with the lack of fit-for-purpose animal models prime among them. The choice of animal models is often based on availability, practicality, and cost rat her than the models\u27 ability to mimic disease pathogenesis accurately. Moreover, often these animal models lack comprehensive validation further limiting their applicability. In order to mimic the complexity of tendinopathies models should replicate the pathomechanical mechanisms, inflammatory response, immune reaction, and impaired biomechanics, which represents a significant challenge. Addressing these issues requires the development of more refined and accurate in vitro models that can better capture the multifaceted nature of these diseases. Therefore, this thesis aims to establish novel technologies and comparative frameworks for in vitro modeling of wound healing and tendinopathies. The overarching goal is to create a more accurate representation of the in vivo situation, aligning with the 3R principle (Replacement, Reduction, and Refinement) to minimize the use of animals in research. To this end, the research presented in this thesis pursues two primary objectives: The first objective was to develop a standardized, reproducible method to replicate wound healing invitro. The novel magnetic scratch method promises improved repeatability, reproducibility, and precise geometric control, surpassing existing techniques such as pipette scratch assays. Simulating a wound-healing environment with damaged and dead cells while maintaining high standardization of the gap facilitates fundament al biology studies and drug screening. The second objective was to explore species-specific variations in musculoskeletal animal models, specifically comparing the inflammatory responses of tenocytes from various model species to humans. This research provides insights into the potential impact of these differences on translational outcomes. While no single animal model perfectly mirrors the human cells, this work contributes to our understanding of musculoskeletal pathologies and species-specific differences. This work holds promise for investigating various biological phenomena, enhancing our understanding of mechano transduction pathways, cellular responses to mechanical cues, t issue engineering, and related fields. While challenges persist, this research is part of a broader effort to enhance translational potential, scientific rigor, and ethical considerations in biomedical investigations
Osteoarthritis on a chip : a novel research model for cartilage regeneration
No full textPhD thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2021
The full text is only available to university members. Please log in!Osteoarthritis is currently the most common orthopedic disease in the western world and as such, costs hundreds of billions of euros annually in the United States and Europe. The disease manifests itself in joint pain and limited mobility, which leads to severe impairment and psychological stress on the patient in daily life. The disease is triggered by injuries to the cartilage tissue in the joint, which result in further inflammation and degeneration. At the moment, the therapeutic options are limited to symptomatic pain relief or the use of an artiicial joint, since healing is still a major challenge. A major obstacle to the development and approval of new drugs is the need for animal testing, which is becoming increasingly criticized due to obvious ethical and inancial concerns. The most promising alternative to animal testing to date is the cultivation of the smallest possible unit of an organ within microfluidic channels. These "organs-on-chips" can either be used to study physiological functions or to simulate disease as "diseases-on-chips". An "arthritis chip" that has similar properties to cartilage tissue in the body would greatly increase the chances of identifying drug treatment and can also be used to personalize medicine by analyzing the body\u27s own cells. This work describes the development of such an "arthritis chip" in order to gain important insights into the onset, course and treatment of the disease. Previous results indicate that our microtissue model emulates the basic characteristics of native cartilage and responds to biochemical injury, thus providing a new foundation for exploration of osteoarthritis pathophysiology in both human and veterinary patients. The newly developed system has great potential to revolutionize drug development and treatment of arthritis by replacing animal testing and dramatically improving eficacy and time to market.PhD thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2021
The full text is only available to university members. Please log in!Osteoarthritis is currently the most common orthopedic disease in the western world and as such, costs hundreds of billions of euros annually in the United States and Europe. The disease manifests itself in joint pain and limited mobility, which leads to severe impairment and psychological stress on the patient in daily life. The disease is triggered by injuries to the cartilage tissue in the joint, which result in further inflammation and degeneration. At the moment, the therapeutic options are limited to symptomatic pain relief or the use of an artiicial joint, since healing is still a major challenge. A major obstacle to the development and approval of new drugs is the need for animal testing, which is becoming increasingly criticized due to obvious ethical and inancial concerns. The most promising alternative to animal testing to date is the cultivation of the smallest possible unit of an organ within microfluidic channels. These "organs-on-chips" can either be used to study physiological functions or to simulate disease as "diseases-on-chips". An "arthritis chip" that has similar properties to cartilage tissue in the body would greatly increase the chances of identifying drug treatment and can also be used to personalize medicine by analyzing the body\u27s own cells. This work describes the development of such an "arthritis chip" in order to gain important insights into the onset, course and treatment of the disease. Previous results indicate that our microtissue model emulates the basic characteristics of native cartilage and responds to biochemical injury, thus providing a new foundation for exploration of osteoarthritis pathophysiology in both human and veterinary patients. The newly developed system has great potential to revolutionize drug development and treatment of arthritis by replacing animal testing and dramatically improving eficacy and time to market.PhD Arbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2021
Aus rechtlichen Gründen sind nicht alle Teile dieser Arbeit frei zugänglich. Der Zugriff auf den elektronischen Volltext ist auf Angehörige der Veterinärmedizinischen Universität Wien beschränkt. Bitte einloggen!Arthrose ist die weltweit häuigste Gelenkserkrankung erwachsener Menschen, Pferde und Hunde. Auslöser der Krankheit sind Verletzungen des Knorpelgewebes im Gelenk, die weitere Entzündungs- und degenerative Prozesse zur Folge haben. Arthrose ist durch die degenerative Zerstörung des Gelenkknorpels charakterisiert, betrifft aber das gesamte Gelenk inklusive des subchondralen Knochens und der Synovialmembran. Die Erkrankung äußert sich durch Gelenksschmerzen, Funktionsstörungen und eine limitierte Mobilität, was zu Bewegungseinbußen, Einschränkungen im Alltag und somit zu psychischer Belastung und eingeschränkter verminderter Lebensqualität der Patienten führt. Neben der individuellen Belastung verursacht Arthrose volkswirtschaftliche Kosten in der Höhe von hunderten Milliarden Euro jährlich. Da adulter Gelenksknorpel keine regenerativen und nur limitierte reparative Fähigkeiten besitzt, sind die therapeutische Möglichkeiten derzeit auf symptomatische Schmerzbehandlungen oder den Einsatz eines künstlichen Gelenks beschränkt. Ein großes Hindernis bei der Entwicklung und Zulassung von neuen Medikamenten sind die benötigten Tierversuche, welche wegen offensichtlicher ethischer und inanzieller Gründe auf immer mehr Kritik stoßen. Die aussichtsreichste Alternative zu Tierversuchen heute ist die Kultivierung der kleinstmöglichen Einheit eines Organs innerhalb Mikrofluid-Kanäle. Diese „Organs-on-chips" können sowohl zum Studium physiologischer Funktionen als auch zur Simulation von Krankheitsprozessen als „Diseases-on-chips" verwendet werden. Ein „Arthrosechip", der ähnliche Eigenschaften wie Knorpelgewebe im Körper aufweist, könnte als high-troughput screening assay wesentlich zur Entwicklung neuer medikamentöser Therapien und zur Reduktion der dafür nötigen Tierversuche dienen. Zusätzlich kann ein solches „Arthrosechip" durch Nutzung körpereigener Zellen im Sinne der„personalized medicine" zur Identiikation der individuell optimalen Therapie eingesetzt werden. Die hier vorgelegte PhD-Arbeit beschreibt der Entwicklung eines solchen „Arthrosechips" mit dem Ziel, wichtige Einblicke in den Beginn, Verlauf und die Behandlung der Krankheit zu gewinnen. Bisherige Ergebnisse des „Arthrosechips" indizieren, dass unser Mikrogewebe die grundlegenden Eigenschaften nativen Knorpels nachahmt und auf biochemische Verletzungen anspricht und somit ein neues Modell für die Erforschung der Pathophysiologie von Arthrose sowohl bei Menschen als auch bei Veterinärpatienten bietet. Das neu entwickeltes System hat das Potential die Medikamentenentwicklung und auch Behandlung von Arthrose durch den Ersatz von Tierversuchen und eine Verbesserung der Test-Wirksamkeit und verkürzte Markteinführungszeit zu revolutionieren
Gewinnung von extrazellulären Vesikeln (EVs) aus fetalen ovinen mesenchymalen Stammzellen und Chondrozyten mittels Hollow-Fiber-Bioreactor : eine Methodenetablierung
No full textDiploma thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2023In addition to being able to exchange information through cell-cell contact directly, cells are also able to communicate with one another by releasing extracellular vesicles (EVs). While these membrane-enveloped vesicles, which are loaded with diverse molecular cargo (e.g. proteins, lipids and mRNA), were initially regarded as interfering factors in flow-cytometry diagrams, the scientific view of EVs has changed fundamentally with today´s knowledge of their specific functions in cell communication and the transport of bioactive molecules. Their involvement in both physiological and pathological processes makes EVs potential candidates for therapeutic intervention. However, major challenge in this field is to produce EVs in sufficient quantities for research purposes and subsequently for therapeutic purposes (with a high degree of purity). The limiting factors are the classic methods of cell culture. Instead of producing EVs in a labor-intensive and expensive manner which requires numerous cell culture flasks, huge amounts of media, and lots of personnel and time, the use of bioreactorsystems promise to provide significantly larger quantities of EVs with less work. An example of this is a so-called hollow-fiber bioreactor. The capillary structure of this bioreactor allows the cultivation of high cell numbers on the outer surface of the capillaries (Extracellular space (ECS)). The high surface-to volume ratio facilitates accumulation of high EV-numbers. At the same time the bioreactor provides shielding from “contamination” with serum compoments contained in the culture medium which is pumped through the hollow-fibres. Cells cultured in the ECS receive only nutrients of a certain size due to a defined molecular weight cut-off of the hollow fibers whose walls are built of semipermeable membranes. Waste products such as lactate and ammonia are returned into the medium. In regenerative orthopedics, EVs from mesenchymal stem cells and chondrocytes are potential candidates for future treatments of osteoarthrosis. In order to produce EVs from both of these two cell types in sufficient quantities for research purposes and later for therapeutic purposes, successful long-term cultivation in the hollow-fiber bioreactor is required. This diploma thesis is part of a large-scale project with the goal of producing extracellular vesicles in sufficient quantities. In the course of this work, the successful cultivation of fetal ovine MSCs and chondrocytes in the hollow-fiber bioreactor was investigated and optimized, because the literature does not yet offer any reference values for a successful cultivation of primary cells in the bioreactor. In addition we tested different culture conditions in order to be able to compare our results with results obtained by our the partnercompany (Evercyte GmbH, Vienna). According to our results, MesenCultTM and NutriStemsTM (two serum free media which were tested within the course of this thesis) do not qualify as optimal media for the long-term cultivation of fetal ovine MSCs und chondrocytes in the bioreactor. StemMACSTM MSC Expansion Media XF, which had been tested before was identified as best medium to be used. Measurements of the glucose consumption as well as the increase of lactate and ammonia in the medium indicate a successful cultivation in the bioreactor. At the same time, the first EV collections could be carried out and their concentration after cross-filtration (tangential flow filter) was measured in a nanoparticle tracking analyzer.Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2023Neben der Möglichkeit Informationen durch direkten Zell-Zell-Kontakt auszutauschen, sind Zellen auch in der Lage durch die Abgabe von extrazellulären Vesikeln (EVs) miteinander zu kommunizieren. Wurden diese mit diverser molekularer Fracht (z.B. Proteine, Lipide und mRNA) beladenen membranumhüllten Vesikel zunächst als Störfaktoren in Diagrammen der Durchflusszytometrie betrachtet, änderte sich mit dem heutigen Wissen um ihre spezifischen Funktionen in der Zellkommunikation und dem Transport bioaktiver Moleküle die Einstellung der Wissenschaft gegenüber EVs grundlegend. Ihre Beteiligung an physiologischen wie auch pathologischen Prozessen, darunter auch die Entstehung einer Osteoarthrose, macht EVs zu potenziellen Kandidaten innerhalb der therapeutischen Intervention. Eine der größten Herausforderungen ist es, EVs in zu Forschungszwecken ausreichender Menge sowie in weiterer Folge zu Therapiezwecken (mit hohem Reinheitsgrad) zu produzieren. Limitierende Faktoren stellen dabei die klassischen Methoden der Zellkultur dar. Statt wie bisher, EVs durch die Verwendung zahlreicher Zellkulturflaschen, Medien, Personal und Zeit arbeitsintensiv und teuer zu produzieren, verspricht die Verwendung eines Bioreaktors deutlich größere Mengen an EVs bei kleinerem Arbeitsaufwand bereitzustellen. Ein Beispiel hierfür stellt ein sogenannter Hohlfaser-Bioreaktor dar. Durch das Vorliegen eines durch semipermeable Hohlfasern abgesonderten Kompartiments, dem sogenannten Extrazellulärraum, erfolgt eine kontrollierte Trennung zwischen zu kultivierenden Zellen und eingesetztem Medium. Über einen definierten Molekulargewichts-Cut-Off der Hohlfasern erhalten zu kultivierende Zellen Nährstoffe bestimmter Größe und geben Abfallprodukte wie Laktat und Ammoniak zurück ins Medium. Eine Anreicherung gebildeter EVs findet bei gleichzeitiger Abschirmung vor im Medium enthaltenen Serumbestandteilen statt. Der kapillare Aufbau erlaubt durch sein hohes Oberflächen-Volumen-Verhältnis die Kultivierung in hohen Zelldichten. Innerhalb der regenerativen Orthopädie stellen EVs aus mesenchymalen Stammzellen (MSCs) und Chondrozyten potenzielle Kandidaten zur zukünftigen Behandlung einer Osteoarthrose dar. Um EVs aus beiden genannten Zellen in ausreichenden Mengen produzieren zu können, bedarf es einer erfolgreichen Langzeitkultivierung im vorgestellten Hohlfaser-Bioreaktor. Diese Diplomarbeit ist Teil eines groß angelegten Projekts mit dem Ziel extrazelluläre Vesikel auf ihr Potential als Therapeutikum für die Behandlung von Osteoarthrose zu testen. Im Zuge dieser Arbeit soll die erfolgreiche Kultivierung fetaler oviner MSCs und Chondrozyten im Hohlfaser-Bioreaktor anhand spezifischer Parameter untersucht werden. Da in der Literatur noch keinerlei Referenzwerte bezüglich einer erfolgreichen Kultivierung genannter primärer Zellen im Bioreaktor vorliegen und um Versuchsergebnisse mit anderen Bioreaktor-erfahrenen Laboratorien (darunter die Partnerfirma Evercyte GmbH, Wien) vergleichen zu können, wurden vor Inbetriebnahme Vorversuche im Monolayer durchgeführt um den Effekt chemisch definierter serumfreier Medien hinsichtlich Phänotyp, metabolischer Aktivität, Zellproliferation und Glucoseverbauch der Zellen zu vergleichen. Entsprechend der erhobenen Ergebnisse, stellen MesenCultTM und NutriStemTM (zwei serumfreie Medien, die im Rahmen dieser Arbeit getestet wurden) zur Langzeitkultivierung von fetalen ovinen MSCs und Chondrozyten im Bioreaktor keine optimalen Medien dar, sodass die Inbetriebnahmen der Bioreaktoren mit institutserprobtem StemMACSTM MSC Expansion Media XF durchgeführt wurden. Erste Messungen des Glucoseverbrauchs sowie ein Anstieg von Laktat und Ammoniak im Medium deuten auf eine erfolgreiche Kultivierung im Bioreaktor hin. Parallel konnten erste EVKollektionen durchgeführt werden und deren Gehalt nach einer Querfiltration (Tangential- Flow-Filter) im Nanoparticle-Tracking-Analyzer bestimmt werden
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
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