Dokument: Bispezifische Inhibitoren der Interleukin-6 Trans-Signaltransduktion und Weiterentwicklung synthetischer Zytokinrezeptoren

Titel:	Bispezifische Inhibitoren der Interleukin-6 Trans-Signaltransduktion und Weiterentwicklung synthetischer Zytokinrezeptoren
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=69904
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20250623-105736-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Ettich, Julia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 20,06 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 19.06.2025 / geändert 19.06.2025
Beitragende:	Scheller, Jürgen [Gutachter] Pfeffer, Klaus [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	Proinflammatorische Zytokine wie IL-6 oder TNF steuern das Immunsystem und zelluläre Prozesse. Eine Fehlfunktion kann zur Entstehung von Autoimmunerkrankungen, Entzündungen und Krebs beitragen. Therapeutische Strategien zielen darauf ab, Zytokine an der Interaktion mit ihren jeweiligen Rezeptoren zu hindern und damit die Signaltransduktion zu unterbinden. Während die klassische IL-6 Signalantwort mit regenerativen Prozessen in Verbindung gebracht wird, induziert das IL-6 Trans-signaling chronisch-entzündliche Prozesse. Die Trans-signaling-Blockade mit löslichem gp130 (sgp130) verbesserte in verschiedenen präklinischen Modellen das Bild von chronisch-entzündlichen Erkrankungen. Zudem konnte die Wirksamkeit von sgp130Fc in einer Phase IIa Studie zur Behandlung von Patienten mit Colitis ulcerosa gezeigt werden. Darauf aufbauend habe ich drei verschiedene bispezifische Inhibitoren entwickelt. Diese Inhibitoren basieren auf dem cs130Fc, einer Weiterentwicklung von sgp130, das mit einem Nanobody (VHH) erweitert wurde. Zunächst konnte ich mit c19s130Fc die gleichzeitige Blockade von IL-6 Trans-signaling und der SARS-CoV-2 Infektion zeigen. Mit diesem proof-of-concept einer modularen Bauart des cs130Fc, habe ich das cs130Fc mit IL-12/IL-23VHH und TNFVHH erweitert, um einen synergistischen Vorteil zu erzielen. cs130-IL-12/23VHHFc neutralisierte gleichzeitig die Aktivität von IL-6 Trans-signaling und IL-12 bzw. IL-23, während cs130-TNFVHHFc die TNF-induzierte Apoptose so effektiv verhinderte wie TNFVHH allein. Diese Targets wurden ausgewählt, weil bei Autoimmunerkrankungen, wie in chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) oder rheumatoider Arthritis (RA), erhöhte Mengen mehrerer proinflammatorischer Zytokine gemessen werden, die zum pathologischen Bild führen. Dazu gehören die Trans-signaling-Komponenten IL-6 und sIL-6Rα, TNF und IL-12 sowie IL-23. Erste klinische Studien untersuchten den vorteilhaften Effekt einer Kombinationstherapie, wodurch die Inhibitoren cs130-TNFVHHFc und cs130-IL-12/23VHHFc zu neuen interessanten Kandidaten werden könnten. Synthetic cytokine receptors (SyCyRs) wurden für verschiedene Rezeptoren entwickelt, um die Signaltransduktion zu imitieren. Anstelle einer Zytokinbindestelle werden VHHs als extrazelluläre Domäne mit GFP oder mCherry adressiert, um Signale ins Zelllinnere weiterzuleiten. Für eine potentielle klinische Anwendung, wie die adaptive Immuntherapie, generierte ich im zweiten Teil der Arbeit vier anti-idiotypische VHH gegen Palivizumab (AIPVHH). Palivizumab konnte die AIPVHH SyCyR mit gp130 nicht aktivieren, jedoch aktivierte eine Kreuzvernetzung und das Palivizumab als single-chain variable fragment (scFv) die AIPVHH1-3 Varianten. Zudem induzierten AIPVHH1 und 3 als Fas SyCyR die Apoptose mit Hilfe von dimeren und tetrameren scFv Liganden. Diese Weiterentwicklung der SyCyR-Technologie ermöglicht Signalwege von Zytokinen spezifisch und hintergrundfrei zu aktivieren, ohne eine Immunantwort im Menschen auszulösen. Zuletzt analysierte ich, ob der Transfer der PPCL-Insertion aus der Transmembrandomäne von IL-7Rα von Patienten mit akuter lymphatischer Leukämie in andere Rezeptoren zu einer ligandenunabhängigen Rezeptordimerisierung und konstitutiven Aktivierung führt. Die PPCL-Insertion in der IL-7Rα SyCyR Variante führte über eine Rezeptorhomodimerisierung zu einer γc-unabhängigen STAT5- und ERK-Phosphorylierung und damit zu einer ligandenunabhängigen Proliferation. Der Transfer der IL-7Rα Transmembrandomäne mit der PPCL-Insertion in natürliche und synthetische Zytokinrezeptoren der IL-6-, IL-12- und Interferon-Familien führte ebenfalls zu einer konstitutiven Signaltransduktion. Zusammenfassend ist die ligandenunabhängige Zytokinrezeptoraktivierung durch natürlich vorkommende gain-of-function Mutanten übertragbar und somit ein nützliches Werkzeug in der Synthetischen Biologie. Im Rahmen der synthetischen Biologie beschäftigen sich beide Themenschwerpunkte mit neuen bispezifischen Inhibitoren zur Aufklärung der Mechanismen proinflammatorischer Trans-signaling-Prozesse sowie mit der Weiterentwicklung synthetischer Rezeptoren für therapeutische Zwecke und der Charakterisierung einer konstitutiv aktivierenden Mutation in Zytokinrezeptoren.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Biochemie und Molekularbiologie II
Dokument erstellt am:	23.06.2025
Dateien geändert am:	23.06.2025
Promotionsantrag am:	01.08.2024
Datum der Promotion:	13.06.2025