Dokument: Einfluss von Thrombozyten auf die Progression der Alzheimer Erkrankung

Titel:	Einfluss von Thrombozyten auf die Progression der Alzheimer Erkrankung
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=46141
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20180612-110511-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Donner, Lili [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,13 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 01.06.2018 / geändert 01.06.2018
Beitragende:	Prof. Dr. Elvers, Margitta [Gutachter] Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Alzheimer Krankheit (AD) ist eine progressive, neurodegenerative Erkrankung und ist durch Ablagerungen von Amyloid-β (β) im Hirnparenchym sowie in den Gefäßwänden der zerebralen Blutgefäße, die als zerebrale Amyloidangiopathie (ZAA) bekannt ist, gekennzeichnet. ZAA liegt bei mehr als 90 % der AD Patienten vor und führt zu einer Degeneration der Gefäßwandkomponenten, reduziert den zerebralen Blutfluss und verstärkt den kognitiven Rückgang. Neben der wichtigen Funktion der Thrombozyten in der Hämostase, haben Thrombozyten eine zentrale Bedeutung im Prozess der pathologischen Thrombusbildung, die ein Risikofaktor für AD darstellt. Darüber hinaus modulieren Thrombozyten synthetisches Aβ40 zu fibrillären Aβ Aggregaten in vitro. Daher war das Ziel dieser Arbeit den zugrundeliegenden molekularen Mechanismus aufzudecken und die Beteiligung von Thrombozyten in der Pathogenese von AD zu untersuchen. Die Untersuchungen dieser Arbeit identifizierten den Fibrinogenrezeptor Integrin αIIbβ3 als direkten Bindungspartner von Aβ40. Es wurde gezeigt, dass die Bindung von Aβ40 an Integrin αIIbβ3 die Sekretion des Chaperonproteins Clusterin (CLU) aus Thrombozyten induziert. Zellkulturexperimente mit rekombinantem CLU- und CLU-defizienten Thrombozyten zeigten, dass CLU die Bildung fibrillärer Aβ-Aggregaten in vitro fördert. Die Analyse von Thrombozyten aus Patienten mit Glanzmann Thrombasthenie, die quantitative und qualitative Defekte des Integrins αIIbβ3 aufwiesen, zeigte, dass der Expressionsspiegel des Integrins αIIbβ3 auf der Membranoberfläche die Aβ-induzierte CLU-Sekretion und die Bildung der Aβ-Aggregate bestimmt. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass Adenosindiphosphat (ADP) über seine Rezeptoren die Aktivierung des Integrins αIIbβ3 verstärkt. Dies führt zu einer erhöhten Sekretion von CLU sowie einer verstärkten Bindung von Aβ40 an Thrombozyten. Ergebnisse dieser Arbeit mit modifizierten Aβ40 Peptiden, die entweder ein inverted oder ein scrambled RHDS (Arg-His-Asp-Ser) -Motiv aufwiesen, zeigten, dass die RHDS-Sequenz von Aβ40 für die Aβ-induzierte CLU-Sekretion und Aβ-Aggregation in Zellkultur essentiell ist. Mittels verkürzten N-terminalen Aβ16- und Aβ11-Peptiden war es möglich zu zeigen, dass die RHDS-Sequenz von Aβ alleine nicht für das Integrin αIIbβ3 Outside-in signaling und die Thrombozyten-vermittelte Aβ-Aggregation ausreicht und vermutlich weitere Bindemotive für eine stabile Bindung von Aβ an das Integrin αIIbβ3 notwendig sind. Die Behandlung von transgenen APP23-Mäusen mit dem Thrombozytenaggregations-hemmer Clopidogrel über einen Zeitraum von drei Monaten führte zur Reduktion der Thrombozytenaktivierung und des CLU-Plasmaspiegels in diesen Tieren. Die Analyse der Aβ-Ablagerungen in zerebralen Gefäßen ergaben, dass die Behandlung von APP23 Mäusen mit Clopidogrel zu einer signifikanten Reduktion der ZAA führt, denn die Anzahl der ZAA-betroffenen Gefäße sowie die ZAA-betroffene Gefäßfläche in behandelten APP23-Mäusen war signifikant reduziert. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit ein Mechanismus identifiziert werden, der für die Thrombozyten-vermittelte Aβ Aggregation entscheidend ist. Dabei konnte ein direkter Einfluss von Thrombozyten auf die Entstehung von ZAA und schließlich auf die Progression von AD gezeigt werden. Alzheimer´s disease (AD) is a progressive, neurodegenerative disorder and characterized by deposits of amyloid-β (Aβ) in brain parenchyma but also in the walls of cerebral blood vessels, known as cerebral amyloid angiopathy (CAA). CAA is present in more than 90 % of AD patients and leads to the degeneration of vessel wall components, reduces cerebral blood flow, and aggravates cognitive decline. Beside the important function of platelets in hemostasis, platelets play a central role in pathological thrombus formation, which is a risk factor for AD. In addition, platelets modulate synthetic Aβ40 to fibrillar Aβ aggregates in vitro. Therefore, the aim of this thesis was to uncover the underlying molecular mechanism and to investigate the involvement of platelets in the pathogenesis of AD. This study identified platelet integrin αIIbβ3, which is the receptor for fibrinogen, as a direct binding partner of Aβ40. It was shown that binding of Aβ40 to integrin αIIbβ3 induces the secretion of the chaperon protein clusterin (CLU) from platelets. Cell culture experiments with recombinant CLU and CLU-deficient platelets suggested that CLU promotes the formation of fibrillar Aβ aggregates. Analysis of platelets from Glanzmann´s thrombasthenia patients, who have quantitative and qualitative abnormalities of integrin αIIbβ3, indicated that the abundance of integrin αIIbβ3 determines Aβ-induced CLU release from platelets and the ability of platelets to modulate Aβ40 in platelet cell culture. Moreover, it was shown that adenosine diphosphat (ADP) enhanced the activation of integrin αIIbβ3 leading to enhanced secretion of CLU and binding of Aβ40 to platelets. Results of this thesis working with Aβ40 peptides that had either an inverted or a scrambled RHDS (Arg-His-Asp-Ser) motif, indicate that the RHDS sequence of Aβ40 is important for Aβ-induced CLU secretion and Aβ aggregation in vitro. The use of truncated N-terminal Aβ16 and Aβ11 peptides showed that the RHDS sequence of Aβ alone is not sufficient for integrin αIIbβ3 binding, outside-in signaling and platelet mediated Aβ aggregation. Treatment of transgenic APP23 mice with the antiplatelet agent Clopidogrel for a period of three months led to reduced platelet activation and CLU levels in plasma. Analysis of Aβ deposits in cerebral vessels demonstrated that Clopidogrel treatment of APP23 mice reduced the number of CAA-affected vessels and the total area of CAA significantly. In summary, the data presented in this work describes a novel mechanism, which is crucial for platelet mediated-Aβ aggregation, and indicates a direct contribution of platelets to the development of CAA and thus to the progression of AD.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	12.06.2018
Dateien geändert am:	12.06.2018
Promotionsantrag am:	21.02.2018
Datum der Promotion:	17.04.2018