Dokument: Generierung synthetischer Zytokine und Einfluss von IC7Fc auf Myokardinfarkt

Titel:	Generierung synthetischer Zytokine und Einfluss von IC7Fc auf Myokardinfarkt
Weiterer Titel:	Generation of synthetic cytokines and impact of IC7Fc on myocardial infaction
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=61480
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20240103-090920-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Rafii-Baharlo, Puyan [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,75 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 14.12.2022 / geändert 14.12.2022
Beitragende:	Prof. Dr. rer. nat. Scheller, Jürgen [Gutachter] Prof. Dr. Flögel, Ulrich [Gutachter]
Stichwörter:	Synthetische Zytokine, Myokardinfarkt
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Ischämische Herzerkrankungen sind aktuell die häufigste Todesursache weltweit. Die Entwicklung neuer Therapeutika sowie ein besseres Verständnis der Heilungsprozesse nach einem Myokardinfarkt (MI) sind daher dringend erforderlich. Cytokine Chimera (Cytokimera) bieten hier neue Möglichkeiten, da sie mehr Rezeptoren zur Signaltransduktion benötigen und dadurch selektiver und wahrscheinlich weniger pleiotrop sind als die natürlichen Zytokine. Im Zuge dieser Arbeit wurden drei neue Cytokimera (GIL-6, GIO-6 und GIL-11) entwickelt, die Rezeptorkonstellationen zur Signaltransduktion benötigen, welche so in der Natur nicht vorkommen. Hierzu wurden jeweils die Bindestelle-III von Zytokine der IL-6 Familie strukturbasiert untereinander ausgetauscht. Die neuen Cytokimera und die bereits bekannte Chimäre IC7 wurden exprimiert, gereinigt und charakterisiert. Alle Chimären mit Ausnahme von GIL-11-Ts wurden als Fc-Fusionsproteine exprimiert und über eine Protein-A Affinitätschromatographie gereinigt. GIL-11-Ts, wurde als TwinStrep-Fusion über eine StrepTactinXT Affinitätschromatographie gereinigt. Es konnte durch Prolliferations- als auch Stimulationsassay gezeigt werden, dass die Cytokimera biologisch aktiv sind (EC50 zwischen 10-50 pM). Darüber hinaus, sind sie selektiver als die ursprünglichen Zytokine, da sie zur Signalweiterleitung mindestens einen weiteren Rezeptor benötigen. Ferner, konnte gezeigt werden, dass diese den Signalweg konzentrationsabhängig über den JAK/STAT sowie den MAPK/ERK weiterleiten. Die neu generierten Cytokimera und das bekannte IC7 vermitteln kaum den Trans-Signaltransduktionsweg, was neue Möglichkeiten eröffnet. Darüber hinaus, bindet die Bindestelle-III des IC7 auch den OSMR, welches ein starkes Indiz für eine Interaktion des CNTF mittels der Bindestelle-III zum OSMR ist. Schließlich wurde der Einfluss des IC7 auf einen MI analysiert. Hierbei konnte im Mausmodell gezeigt werden, dass eine präemptive und postoperative Injektion die Herzfunktionen nach einer Ischämie/Reperfusion (I/R) verbesserte. Die behandelte Gruppe zeigte bessere Leistungen im Bereich der Ejektionfraktion sowie der fractional area change nach einigen Wochen Reperfusion im Vergleich zur PBS Gruppe. Des Weiteren, wurde eine Verringerung der Infarktgröße durch die Behandlung mit IC7 nachgewiesen. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass IC7 nicht nur als potentielles Therapeutikum nach einem MI ermittelt wurde und somit zum besseren Verständnis von Heilungsprozessen beigetragen hat, sondern dass auch andere Cytokimera generiert wurden, die großes therapeutisches Potential haben könnten. Ischemic heart diseases are the most common cause of death worldwide. The development of new therapeutics as well as a better understanding of healing procedure followed a myocardial infarction (MI) are urgently needed. Cytokine chimera (cytokimera) offer new possibilities, due to a higher specificity and lower pleiotropy compared to their origin cytokines. During this work, three new cytokimera (GIL-6, GIO-6 and GIL-11) were designed by the structure based exchange of binding site-III, requiring receptor constellations for signal transduction that do not occur in nature. The newly generated cytokimera including the known IC7 were expressed, purified and characterized. All chimera except GIL-11 were expressed as Fc-fusion and purified by Protein-A purification. Only GIL-11 was expressed with a TwinStrep-tag and purified by StrepTactinXT purification. It has been shown by proliferation- and stimulation assay, that the cytokimera are biological active (EC50 between ~10-50 pM) and more specific than their derived natural cytokines, since they need at least one further receptor for the signal transduction. Apart from that, it has been shown that the cytokimera’s signalling is mediated concentration depended by JAK/STAT and MAPK/ERK pathway. This study also shows, that the cytokimera including IC7 are poor transducer of trans-signalling, which opens new approaches. Moreover, it could be shown that the binding site-III of IC7 binds also to the OSMR, indicating that site-III of CNTF binds to OSMR. Finally, the influence of IC7 was analysed on MI. In this context it could be shown, that a pre-emptive and an injection post-surgery improved the heart functions after ischemia/reperfusion (I/R) in a mouse model. The treated group has shown better performance in ejection fraction as well as in fractional area change after several weeks of reperfusion compared to the PBS control group. Furthermore, IC7 leads to a decrease of the infarct size. Ultimately, it was not only found IC7 as a potential therapeutic for the treatment of MI, which contributed to the understanding of healing procedures, but also other novel cytokimera were generated with a great therapeutic potential.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Biochemie
Dokument erstellt am:	03.01.2024
Dateien geändert am:	03.01.2024
Promotionsantrag am:	06.09.2022
Datum der Promotion:	21.11.2022