Dokument: Charakterisierung von Einzeldomänenantikörpern und neuen Fusionsproteinen mit Wirkung auf den Interleukin-6 Signalweg
| Titel: | Charakterisierung von Einzeldomänenantikörpern und neuen Fusionsproteinen mit Wirkung auf den Interleukin-6 Signalweg | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=59241 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20220411-111636-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Hansen, Selina Teresa [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Scheller, Jürgen [Gutachter] PD Dr. rer. nat. Stork, Björn [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Einzeldomänenantikörper, Interleukin-6, IL-6, VHH6 | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | In dieser Arbeit wurden Einzeldomänenantikörper (sdAb) und neuartige Fusionsproteine entwickelt und charakterisiert, welche auf die Interleukin-6 (IL-6) Signaltransduktion wirken.
IL-6 entfaltet seine Effekte über einen spezifischen Rezeptor (IL-6R), sowie das ubiquitär exprimierte Glykoprotein 130 (gp130). Da der IL-6R im Gegensatz zu gp130 nur auf bestimmten Zelltypen exprimiert wird, verleiht er dem IL-6 Signal eine Zelltypspezifität über das classic-signaling. Daneben existiert auch das trans-signaling über eine lösliche Form, dem soluble IL-6R (sIL-6R). Der sIL-6R entsteht dabei durch Ektodomänenshedding oder alternatives splicing. Über den sIL-6R kann IL-6 auf jede Zelle wirken, die das gp130 exprimiert. Dieses trans-signaling wird hauptsächlich mit chronisch-entzündlichen Prozessen, das classic-signaling in erster Linie mit regenerativen Prozessen in Verbindung gebracht. Es ist daher von außerordentlichem Interesse, therapeutisch das IL-6 transsignaling spezifisch inhibieren zu können. Im Rahmen dieser Arbeit ist insbesondere eine Kombination von sgp130, einem natürlich vorkommenden IL-6 trans-signaling Inhibitor und des sdAbs VHH6, der spezifisch den Komplex aus IL-6 und sIL-6R erkennt, von Interesse (Adams et al. 2017). Bei dem von Adams et al. beschriebenen VHH6 handelt es sich um einen sdAb, der spezifisch ein junktionales Epitop des IL-6/sIL-6R Komplexes bindet, wodurch dieser stabilisiert wird. Durch die Stabilisierung wird ein anhaltendes IL-6 Signal in die Zelle erreicht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Wirkung des VHH6 auf das IL-6 trans- und classic-signaling verglichen, wobei gezeigt werden konnte, dass der VHH6 konzentrationsabhängig das IL-6 trans-signaling fördert, ohne das IL-6 classic-signaling zu beeinflussen. Diese Erkenntnis konnte genutzt werden, um im kommerziell erhältlichen IL-6/sIL-6R Komplex-ELISA (Human IL-6/IL-6Rα Complex DuoSet ELISA, R&D Systems) auch bei sehr geringen Mengen IL-6 und sIL-6R den Komplex detektieren zu können. In einem zweiten Teil dieser Arbeit wurden neuartige Fusionsproteine aus dem VHH6 und Domänen des sgp130Fc generiert und charakterisiert, mit dem Ziel, das IL-6 trans-signaling spezifisch zu inhibieren. Das Fusionsprotein cs130Fc zeigte eine vergleichbare inhibitorische Kapazität auf IL-6 trans-signaling wie das bereits in klinischen Phase II Studien untersuchte sgp130Fc, bei gleichzeitig geringerer Molekülgröße. Zusätzlich konnten deutlich geringere Auswirkungen auf die Signaltransduktion anderer IL-6 artiger Zytokine wie IL-11 beobachtet werden. Weiterhin konnte in dieser Arbeit erfolgreich eine monomere Form cs130 des Fusionsproteins erstellt werden, die bei deutlich reduziertem Molekulargewicht weiterhin als potenter IL-6 trans-signaling Inhibitor agiert.In this work, the single domain antibody (sdAb) VHH6, recognizing a junctional epitope formed by the complex of IL-6 and IL-6R, was characterized with regards to its effects on IL-6 signal transduction. IL-6 unfolds its effect via the specific receptor (IL-6R), as well as the ubiquitously expressed glycoprotein 130 (gp130). While gp130 is expressed on all cells, the membranous IL-6R is only found in specific cell types, which causes a cell type specific signaling via this so called classic-signaling. Furthermore, IL-6 can mediate its effect via trans-signaling, which involves a soluble form of the before mentioned IL-6R. This sIL-6R is generated through ectodomainshedding or alternative splicing. The sIL-6R makes it possible for IL-6 to have an effect on all cells expressing gp130. This trans-signaling is mainly associated with chronic inflammatory conditions, while IL-6 classic-signaling takes part in regenerative mechanisms of the human body. Therefore it is of particular interest, to specifically inhibit IL-6 trans-signaling for therapeutic purposes. The sdAb VHH6, first described by Adams et al. in 2017, specifically binds a junctional epitope of the IL-6/sIL-6R complex, which is thereby stabilized. This stabilization leads to a sustained IL-6 signaling. As part of this work, the impact of VHH6 on IL-6 trans- and classic-signaling was compared. It could be shown that VHH6 promotes, depending on its concentration, IL-6 trans-signaling, while at the same time having no impact on IL-6 classic-signaling. This knowledge could then be applied to the commercially obtainable IL-6/sIL-6R complex ELISA (Human IL-6/IL-6Rα Complex DuoSet ELISA, R&D Systems) to also detect very small amounts of IL-6 and sIL-6R in complex. Furthermore, fusion proteins of the sdAb VHH6 and miniaturized sgp130 variants were generated and characterized. A dimeric sdAb-sgp130-Fc fusion protein with potent inhibitory activity on IL-6 trans-signaling was identified. This fusion protein cs130Fc demonstrated comparable inhibitory activity to sgp130Fc, while its molecular weight was significantly reduced. A monomeric version of this fusion protein cs130 with less than 20% of the molecular weight of sgp130Fc also showed comparable IL-6 trans-signaling inhibition. While sgp130Fc also affects signaling of other IL-6 family cytokines relying on gp130 for signal transduction, for example IL-11, the novel fusion proteins show markedly reduced effects on IL-11 signaling. Hence, these inhibitory molecules combine pronounced inhibitory activity with high target selectivity. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Biochemie und Molekularbiologie II | |||||||
| Dokument erstellt am: | 11.04.2022 | |||||||
| Dateien geändert am: | 11.04.2022 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 06.05.2021 | |||||||
| Datum der Promotion: | 22.03.2022 |
