In dieser Arbeit wurde der Einfluss von verschieden Laser-strukturierten polyethylenterephtalat (PET) Oberflächen auf humane microvaskuläre Endothelzellen untersucht. Es wurden ripples und walls mit einer Periodizität von 300 nm bzw. 1.5 µm untersucht. Die Zelladhesion und Orientierung wurde mit Hilfe von Elektronenmikroskopie untersucht und die Zellproliferation bestimmt. Ein Schlüsselelement in endothelialer Proliferation stellt das Protein ?-catenin dar. Es ist normalerweise in den Zell-Zell Kontakten lokalisiert. Von dort freigesetzt, kann es in den Zellkern translozieren um Zielgene zu aktivieren. Es wurde beobachtet, dass ?-catenin in Endothelzellen, auf strukturierten Oberflächen kultiviert, in den Zellkern transloziert. Die Expression des Zielgens cyclin D1 war allerdings nur in Zellen kultiviert auf ripples erhöht. Durch Einsatz von verschiedenen Tyrosinkinasehemmern konnte aufgeklärt werden, dass Aktivierung von Src und Abl Kinasen der ?-catenin induzierten Proliferation auf ripples vorgeschaltet ist, während Src Kinasen auf walls nicht involviert sind. Da Src-Aktivierung stark von Ca2+-Signalen beeinflusst wird, wurde auf Unterschiede in Speicherreguliertem Calciumeinstrom (SOCE) und mechanisch aktiviertem Ca2+-Einstrom getestet. In auf ripples kultivierten Zellen konnte ein signifikant erhöhtes Level von SOCE im Vergleich zu walls beobachtet werden. Darüber hinaus zeigten SOCE und mechanisch aktivierter Ca2+-Einstrom nur in auf ripples kultivierten Zellen eine klare Gadoliniumsensitivität. Zusammengefasst weisen die Resultate darauf hin, dass microstrukturierte walls und nanostrukturierte ripples endotheliales ?-catenin durch erhöhte Tyrosinkinasephosphorylierung aktivieren, was in weiterer Folge erhöhte Proliferation induziert. Der Signalprozess auf ripples involviert weiters Src Kinasen und SOCE. Die proliferationserhöhenden Eigenschaften der untersuchten nanostrukturierten PET Oberflächen könnten in tissue engineering zur Anwendung kommen.

In this thesis, we set out to investigate the influence of differently structured polyethylene terephtalate (PET) surfaces on human microvascular endothelial cells (HMEC). First, we tested so called ripples with a periodicity of 300 nm and second, wall structures with a periodicity of 1.5 µm. both generated by laser irradiation of PET substrates. We investigated cell adhesion and orientation by electron microscopy and determined cell proliferation levels. Endothelial proliferation is controlled by the junctional protein ?-catenin, which translocates to the nucleus to activate target gene expression when released from is normal localization in cell-cell contacts. We observed that ?-catenin translocates to the nucleus of endothelial cells grown on both types of structured substrates. However, the expression levels of the target gene cyclin D1 were enhanced in cells grown on ripples only. The use of different tyrosine kinase inhibitors revealed Src and Abl kinases as upstream signaling elements of ?-catenin-mediated cell proliferation on ripples, while Src was found not involved in cell proliferation on walls. Since Src activation is strongly linked to Ca2+ signaling, we tested for differences in store-operated Ca2+-entry (SOCE) and mechanically induced Ca2+-entry. Cells grown on ripples displayed significantly enhanced SOCE compared to cells grown on walls. Moreover, SOCE and shear-induced Ca2+-entry showed clear gadolinium (Gd3+) sensitivity in cells grown on ripples only. Taken together, our results demonstrated that both structures induce endothelial ?-catenin signaling by enhanced tyrosine phosphorylation leading to increased cell proliferation. The signaling process on ripples further involves Src activation and SOCE signaling. The proliferation enhancing features of the nanostructured PET substrates investigated in this thesis might be used for tissue engineering strategies.