Dokument: Charakterisierung der mitochondrialen Genexpression in CD34+-Progenitorzellen des Knochenmarks bei myelodysplastischen Syndromen (MDS)
| Titel: | Charakterisierung der mitochondrialen Genexpression in CD34+-Progenitorzellen des Knochenmarks bei myelodysplastischen Syndromen (MDS) | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=5064 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20070705-094524-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Schildgen, Verena [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Gattermann, Norbert [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Martin, William [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Methoden etabliert und eingesetzt, um der Hypothese nachzugehen, dass erworbene Defekte der mitochondrialen Atmungskette zur Pathogenese myelodysplastischer Syndrome beitragen.
Zunächst wurde eine Methode zur Isolierung reiner, intakter Mitochondrien aus kleinen Probenmengen (5x 105 Zellen) etabliert. In Zukunft kann diese Kombination aus differentieller Zentrifugation und MACS-Immunpräzipitation dazu verwendet werden, aus klinischem Probenmaterial reine, metabolisch aktive Mitochondrien für Proteomanalysen zu gewinnen. Für die aktuell zur Verfügung stehenden proteinanalytischen Methoden ist die Menge des aus Knochenmarkaspiraten gewonnen Materials jedoch nicht ausreichend. Um die Aktivitäten des teilweise mitochondrial kodierten Atmungskettenenzymkomplexes Cytochrom-c-Oxidase und des ausschließlich nukleär kodierten Enzymkomplexes Succinatdehydrogenase in CD34+-Zellen aus dem Knochenmark von MDS-Patienten und gesunden Probanden zu untersuchen, wurden enzymatische Färbungen eingesetzt. In beiden Gruppen zeigten sich deutliche intraindividuelle Unterschiede; ein signifikanter Unterschied zwischen MDS und Kontrollpersonen konnte jedoch nicht festgestellt werden. In der Probe einer, zum Zeitpunkt der Entnahme unbehandelten, 80-jährigen Patientin färbten sich in einigen Zellen abnorme subzelluläre Strukturen an, deren Identität auch nach Konsultation verschiedener Experten noch nicht geklärt werden konnte. Expressionsanalysen der Gene ND3 (Untereinheit des Atmungskettenenzymkom-plexes I), SDHB (Komplex II), CytB (Komplex III) und COXI (Komplex IV) mittels real time RT-PCR zeigten eine deutliche Reduktion der Transkriptmenge bei den MDS-Patienten gegenüber gesunden Probanden. Es fiel auf, dass männliche gegenüber weiblichen MDS-Patienten eine zusätzliche Verminderung der Expression aufwiesen. Im Vergleich verschiedener Altersgruppen kam es bei den gesunden Probanden zu einer altersassoziierten Reduktion der Transkripte von CytB und COXI. Ein solcher Rückgang der Transkriptmenge konnte bei ND3 nicht festgestellt werden. Wegen dieser „Altersstabilität“ könnten Verminderungen der ND3-Transkription möglicherweise als diagnostischer Marker für MDS gewertet werden. Beim Vergleich der Transkription der mitochondrial kodierten Atmungskettenuntereinheiten mit der kernkodierten Untereinheit SDHB zeigte sich bei MDS-Patienten ein stöchiometrisches Ungleichgewicht zwischen den verschiedenen mitochondrialen mRNA-Spezies, das bei gesunden Probanden nicht zu beobachten war. Die erzielten Ergebnisse sind mit einer mitochondriale Beteiligung an der MDS-Pathogenese vereinbar. Anscheinend existiert ein MDS-assoziierter Effekt, der eine frühzeitige bzw. verstärkte mitochondriale Alterung der hämatopoietischen Progenitorzellen bewirkt.In this work, several techniques were established and employed to explore the possibility that acquired defects of the mitochondrial respiratory chain may contribute to the pathogenesis of myelodysplastic syndromes. First, a method was developed to isolate pure intact mitochondria from samples as small as 5x 105 cells. This method combines differential centrifugation and immunoprecipitation by MACS-technology. The effort was successful in generating samples of pure, metabolically active mitochondria. This technology was established to provide material from clinical samples, e.g. bone marrow aspirates, for proteomic analysis. However, it turned out that the quantity of the mitochondrial material out of bone marrow aspirates is too small for the current techniques of proteome analysis. Cytochemical stainings were used to assess the activity of the partially mitochondrial encoded respiratory chain complex cytochrome c oxidase as well as the exclusively nuclear encoded respiratory chain complex succinate dehydrogenase in CD34+ bone marrow cells from MDS patients and healthy donors. Marked intra-individual differences were found in both groups. However, no significant difference was found between MDS patients and controls. In one of the patient samples from an 80-year-old female who was treatment naïve at the time point of bone marrow sampling hitherto unknown intracellular structures were observed in some of the CD34+ cells. Despite consultation with several experts, their identity remains to be clarified. Gene expression analysis of ND3 (subunit of respiratory chain complex I), SDHB (complex II), CytB (complex III), and COXI (complex IV) by real time RT-PCR revealed a statistically significant reduction of transcript levels in CD34+ cells from MDS bone marrow as compared with healthy volunteers. In addition, male patients showed a more pronounced decrease in transcription than female patients. Healthy volunteers showed an age-related decrease in transcript levels of CytB and COXI, which did not apply to ND3. Therefore, this age-independence of ND3 expression may provide a basis for interpreting a decrease in ND3 expression as a diagnostic marker for MDS. Looking at mitochondrial gene expression in comparison to transcription of the nuclear encoded subunit SDHB, MDS patients displayed a stochiometric imbalance in the expression of their mitochondrial genes, which was not observed in healthy controls. The results of the aforementionend studies are compatible with a role of mitochondrial dysfunction in the pathogenesis of myelodysplastic syndromes. Apparently, an MDS-related mechanism produces earlier and more pronounced mitochondrial ageing in hematopoietic progenitor cells. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 04.07.2007 | |||||||
| Dateien geändert am: | 04.07.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 14.03.2007 | |||||||
| Datum der Promotion: | 21.06.2007 |
