Langzeitkultur primärer Lutealzellen des bovinen Corpus luteum in einem kontinuierlichen Bioreaktor und Untersuchung der Progesteronproduktion in vitro
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Langzeitkultur endokrin aktiver Primärzellen aus dem bovinen Corpus luteum etabliert. Dafür wurde ein kontinuierlicher Bioreaktor in modularer Bauweise entwickelt, in dem Lutealzellen auf Hohlfasern oder trägergebunden im Wirbelschichtverfahren kultiviert werden konnten. In klassischer Kultur sowie im Bioreaktor konnte die Progesteronproduktion der Lutealzellen über einen Zeitraum bis zu 119 Tagen untersucht und nachgewiesen werden. Aufbauend auf den in der Literatur beschriebenen Verfahren zur Präparation und Kultur von primären Ovarial- und Lutealzellen sowie Leberzellen verschiedener Säugetiere wurden Methoden entwickelt, die es ermöglichten, Lutealzellen des Rindes in Kultur zu nehmen, sie über einen Zeitraum von mehreren Monaten zu kultivieren und ihre Progesteronproduktion in vitro nachzuweisen. Die Progesteronproduktion diente als Maß der Funktionsfähigkeit und damit der Vitalität der Lutealzellen. Durch Variation der verwendeten Kulturmedien und Mediensupplemente wurde die Kultur hinsichtlich der Produktionsrate an Progesteron optimiert. Durch Zugabe des luteotropen Hormons hCG ließ sich die Progesteronsynthese stimulieren. Es wurde ein kontinuierlich betriebender Bioreaktor entwickelt und auf die Erfordernisse der Kultur von Lutealzellen abgestimmt. Seine modulare Konzeption ermöglichte den wahlweisen Einsatz verschiedener Kulturverfahren, wie Hohlfaser-, Wirbelschicht- oder Festbettkultur. Der Bioreaktor umfaßt neben den Kulturmodulen ein Perfusionssystem zur Versorgung mit Sauerstoff und Kohlendioxid. Über den kontinuierlichen Austausch des Kulturmediums ist eine optimale Versorgung mit Substraten sowie Entsorgung von Produkten und potentiell inhibitorisch oder toxisch wirkenden Metaboliten gewährleistet. Eine PC-gestützte Prozeßkontrolle ermöglichte die Aufnahme von Meßwerten über Sensoren, die Chemostatisierung der Kultur über Regelalgorithmen und die Protokollierung der Prozeßdaten. Primäre Lutealzellen konnten im modularen kontinuierlichen Bioreaktor im Hohlfaser- sowie im Wirbelschichtbetrieb bis zu drei Wochen erfolgreich kultiviert und die Produktion von Progesteron über die gesamte Kulturdauer nachgewiesen werden. Durch Zugabe von Prostaglandin F2a, einem beim Rind luteolytisch wirkenden Gewebshormon, war es möglich, die Progesteronproduktion definiert zu inhibieren.
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