Dokument: Allan-Herndon-Dudley Syndrome: Pathogenic Mechanisms and Therapeutic Approaches

Titel:	Allan-Herndon-Dudley Syndrome: Pathogenic Mechanisms and Therapeutic Approaches
Weiterer Titel:	Allan-Herndon-Dudley Syndrom: Pathogene Mechanismen und Therapeutische Ansätze
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=54553
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20201026-110134-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. rer. nat. Salveridou, Eva [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 13,34 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 20.10.2020 / geändert 20.10.2020
Beitragende:	Prof. Dr. Rose, Christine R. [Gutachter] Prof. Dr. Fritsche, Ellen [Gutachter]
Stichwörter:	Allan-Herndn-Dudley Syndrome, AHDS, mct8, oatp1c1, sobetiromes
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Patients with inactivating mutations in the thyroid hormone (TH) transporter MCT8 manifest a severe form of psychomotor retardation in combination with abnormal TH concentrations in the circulation (Allan-Herndon-Dudley Syndrome, AHDS). The neurological symptoms are most likely due to an impaired transport of TH into the central nervous system (CNS) and, consequently, a disturbed differentiation and maturation of neural cells. Passage of TH across the blood-brain barrier (BBB) and/or blood-cerebrospinal fluid barrier (BCSFB) is also impeded in mice lacking the TH transporters Mct8 and Oatp1c1. These Mct8/Oatp1c1 double knockout (M/O dko) mice display a delayed cerebellar development, diminished myelination and a disturbed maturation of GABAergic interneurons thereby replicating the abnormalities found in AHDS patients. Treatment of AHDS patients with TH analogs that are not dependent on MCT8 but can activate TH receptors inside the brain has been suggested as a promising therapeutic approach. Candidates for such thyromimetic agents are the synthetic compound sobetirome (Sob1) and the recently developed four Sob derivatives (Sob2-5). The aim of this thesis was therefore to assess and to compare the thyromimetic potential of these novel compounds in neural development in vitro as well as in vivo. In vitro studies were conducted using murine cerebellar cultures that were treated for two weeks with the TH receptor-active T3, Triac or with different concentrations of synthetic sobetirome compounds. Purkinje cell dendritic outgrowth was monitored and the number of PV+ interneurons was quantified, as both parameters are highly dependent on TH. While 10 nM Triac and 10 nM sobetirome were as effective as 1 nM T3 in promoting neuronal differentiation, significant lower doses (0.1 nM) of two sobetirome compounds (Sob2 and Sob5) were sufficient to achieve similar thyromimetic effects. Interestingly, both two prodrugs have to be first hydrolyzed into their active compound, a reaction that can be carried out by Fatty Acid Amide Hydrolase (FAAH). Indeed, application of FAAH specific inhibitors to primary cerebellar cultures abolished the Sob2- and Sob5- induced Purkinje cell development confirming a critical role of FAAH in prodrug-activation. Further, the capacity of sobetirome compounds to promote neuronal differentiation and myelination were also studied in M/O dko mice and revealed the strongest TH-like effects for Sob2 and Sob5. Thus, Sob2 and Sob5 may be considered as therapeutic options for patients with AHDS. Patienten mit inaktivierenden Mutationen im Schilddrüsenhormon (SDH) Transporter MCT8 leiden sowohl an einer schweren Form psychomotorischer Retardierung als auch an ungewöhnlichen SDH-Werten im Blut (Allan-Herndon-Dudley Syndrom, AHDS). Die neurologischen Symptome sind höchstwahrscheinlich auf einen eingeschränkten Transport der SDH ins zentrale Nervensystem (ZNS) und der daraus folgenden limitierten Differenzierung und Reifung der neuralen Zellen zurückzuführen. Der Transport der SDH über die Blut-Hirn-Schranke und/oder Blut-Liquor Schranke ist bei Mäusen, denen die beiden SDH-Transporter Mct8 und Oatp1c1 fehlen, ebenfalls beeinträchtigt. Diese Mct8/Oatp1c1 doppel knockout (M/O dko) Mäuse zeigen eine verzögerte Entwicklung des Kleinhirns, verminderte Myelinisierung und eine gestörte Reifung GABAerger Interneurone und spiegeln somit die Anomalien eines AHDS Patienten wider. Ein vielversprechender Therapie-Ansatz für AHDS Patienten ist die Gabe von SDH-Analoga die unabhängig von MCT8 ins ZNS gelangen und dort SDH-Rezeptoren aktivieren können. Mögliche, thyromimetische Analoga sind das synthetisch hergestellte Sobetirome (Sob1), sowie die vor kurzem entwickelten vier Sob Derivate (Sob2-5). Somit war das Ziel dieser Arbeit das thyromimetische Potential dieser neuen Substanzen in der neuronalen Entwicklung in vitro und in vivo zu bestimmen und miteinander zu vergleichen. In vitro Studien wurden anhand muriner, zerebellarer Kulturen durchgeführt, die für zwei Wochen mit dem SDH-aktiven T3, Triac oder unterschiedlichen Konzentrationen von Sobetiromen behandelt wurden. Dabei wurde das Auswachsen der Dendriten zerebellarer Purkinje Zellen analysiert, sowie die Anzahl an Parvalbumin positiven Interneuronen gemessen, da beide Parameter abhängig von SDH sind. Während 10 nM Triac und 10 nM Sobetirome ähnlich effektiv wie 1 nM T3 für die neuronale Differenzierung waren, konnten signifikant geringere Dosen (0.1 nM) für zwei der getesteten SDH-Analoga (Sob2 und Sob5) festgestellt werden, um ähnliche thyromimetische Effekte zu erzielen. Interessanterweise müssen diese beiden Prodrugs zunächst in ihre aktive Substanz hydrolisiert werden. Diese Reaktion kann durch die Fettsäureamid-Hydrolase ausgeführt werden. Eine Inhibierung dieses Enzyms durch Applikation spezifischer Inhibitoren in primärer, zerebellarer Kultur zeigte eine verminderte Sob2- und Sob5- induzierte Purkinje Zell Entwicklung und bestätigt somit die entscheidende Rolle der Fettsäureamid-Hydrolase für die Prodrug-Aktivierung. Des Weiteren, wurde die Fähigkeit der Sobetirome zur Förderung neuronaler Differenzierung, Myelinisierung und GABAerger Reaktionen im M/O Maus Modell untersucht. Die stärksten SDH-ähnlichen Effekte zeigten Sob2 und Sob5. Somit können diese beiden SDH-Analoga als therapeutische Option für Patienten mit AHDS herangezogen werden.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Bezug:	Mai 2016 - März 2020
Fachbereich / Einrichtung:	Sonstige Einrichtungen/Externe » An-Institute » Institut für Umweltmedizinische Forschung (IUF) an der HHU
Dokument erstellt am:	26.10.2020
Dateien geändert am:	26.10.2020
Promotionsantrag am:	17.03.2020
Datum der Promotion:	17.08.2020