Dokument: Amyloids in the Spotlight: Investigating Disease-Associated Peptides, and the Quest for Effective Treatments

Titel:	Amyloids in the Spotlight: Investigating Disease-Associated Peptides, and the Quest for Effective Treatments
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=64644
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20240130-130819-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Pfitzer-Bilsing, Anne [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 11,28 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 14.01.2024 / geändert 14.01.2024
Beitragende:	Dr. Hoyer, Wolfgang [Gutachter] Prof.Dr. Willbold Dieter [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	In dieser Arbeit beschäftige ich mich mit der Grundlagenforschung zu Krankheiten, die durch die Amyloid-Aggregation bestimmter Peptide verursacht werden, sowie mit der Entwicklung von Methoden, um neue therapeutische Strategien zu finden. Beide Felder sind von großem Interesse, da derzeit keine der Amyloid-Krankheiten heilbar ist. Um eine wirksame Behandlung finden zu können, ist das Verständnis der Mechanismen von großer Bedeutung. Um zu diesem Ziel beizutragen, habe ich mich mit zwei verschiedenen amyloiden Peptiden, nämlich α Synuclein und Amylin, befasst. α-Synuclein wird mit der Entstehung zahlreicher Krankheiten in Verbindung gebracht, von denen die Parkinson-Krankheit die bekannteste ist, während Amylin eine verheerende Rolle bei der Entwicklung von Diabetes mellitus Typ 2 spielt. Unser Ziel war es daher, den Mechanismus der Hemmung der Elongation von α-Synuclein zu verstehen, die durch ein dimeres Konstrukt von α-Synuclein bewirkt werden kann. Das Konstrukt beinhaltet in einem der beiden fusionierten Monomere ein Haarnadelmotiv. Wir haben α-Synuclein in vier definierte Regionen unterteilt und verschiedene verkürzte Versionen hergestellt. Wir fanden heraus, dass nicht das gesamte Konstrukt benötigt wird, sondern nur ein um die Hälfte verkürztes Konstrukt für die Hemmung des Elongationsprozesses ausreichend ist. Besonders interessant war, dass dieses Konstrukt die für die Bildung der Fibrille selbst kritischen Regionen umfasst. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war die Einführung eines Amylin-Modells, das die Bildung stabiler Oligomere ermöglicht. Dies ist von Interesse, da Amylin stark zur Aggregation neigt und noch nicht vollständig geklärt ist, welche Arten von Amyloid-Aggregaten für das Voranschreiten der Krankheit verantwortlich sind. Unsere Arbeit bietet die Grundlage, die Fragestellung verlässlich zu bearbeiten. Da die konventionellen Behandlungsstrategien, mit Ausnahme derjenigen, die derzeit in klinischen Studien erprobt werden, bisher nicht erfolgreich sind, werden dringend neue Behandlungsansätze benötigt. Unser Ziel war es, statt herkömmlichen Antikörpern Antikörper mit proteolytischen Eigenschaften in den Fokus zu rücken. Um Zugang zu natürlich vorkommenden proteolytischen Antikörpern zu erhalten, haben wir eine Methode entwickelt, die zur Isolierung proteolytischer Antikörperderivate aus menschlichen Blutspenden verwendet werden kann. Die Methode ist praktikabel und einfach anwendbar, was anhand eines Modellsystems nachgewiesen werden konnte. Die eigentliche Motivation für die Etablierung der Methode, die Isolierung und Selektion von proteolytischen Antikörpern, war nicht erfolgreich. Nach vielen gescheiterten Experimenten zweifeln wir an der Existenz proteolytischer Antikörper. Die von uns entwickelte Methode ist jedoch für die Selektion von Proteasen mit bestimmten Eigenschaften von großem Interesse. Diese Thesis gibt Einblicke in wichtige Fragen rund um die Themen Amyloide und Amyloid-Krankheiten. In this thesis, I present basic research on diseases caused by the amyloid aggregation of certain peptides as well as method development enabling us to find new therapeutic strategies. This is of great interest as none of the amyloid diseases is currently curable. To be able to find effective treatment, the understanding of mechanisms is of great importance. To contribute to this goal, I dealt with two different amyloidogenic peptides, namely α-synuclein and islet amyloid polypeptide. α-Synuclein is associated with the development of multiple diseases of which the most prominent one is Parkinson’s disease while islet amyloid polypeptide plays a fatal role in the progression of Diabetes Mellitus Type 2. One aim was to understand the mechanism of the inhibition of α-synuclein fibril elongation induced by a dimeric construct of α-synuclein comprising a hairpin motif in one of the two monomers fused. We subdivided α-synuclein in four defined regions and prepared several truncated versions. We found that a construct comprising only the regions forming the amyloid fibril core is sufficient for inhibition of the elongation process. This indicates that the regions critical for fibril formation can also be crucial for blocking of fibril growth. Another objective of this thesis was the introduction of a model of islet amyloid polypeptide guaranteeing stable oligomers. This is of interest as islet amyloid polypeptide is highly aggregation prone and it is still not fully understood which species of amyloid aggregates are responsible for the progression of the disease. Our work offers the opportunity to gain more insights. As conventional strategies have not yet led to disease-modifying therapies, novel treatment approaches are desperately needed. We aimed to no longer utilize conventional antibodies but revolutionize the field by introducing antibodies with proteolytic characteristics. To get access to naturally occurring proteolytic antibodies, we established a method which can be used for the isolation of proteolytic antibody derivatives from human blood donations. The method is feasible and easy to apply which could be proved by a model system. However, the actual motivation for us to establish the method, the isolation and selection of proteolytic antibodies, was not of success. After many detailed experiments, we doubt the existence of proteolytic antibodies possessing sufficient enzymatic activity. However, the invented method is an interesting tool for the selection of proteases. This thesis gives insights about current questions in the field of amyloids and amyloid diseases.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Physikalische Biologie
Dokument erstellt am:	30.01.2024
Dateien geändert am:	30.01.2024
Promotionsantrag am:	19.12.2023
Datum der Promotion:	19.12.2023