Diverse signalling by different chemokines through the chemokine receptor CCR5

We have investigated the signalling properties of the chemokine receptor, CCR5, using several assays for agonism: stimulation of changes in intracellular Ca2+ or CCR5 internalisation in CHO cells expressing CCR5 or stimulation of [S-35]GTP gamma S binding in membranes of CHO cells expressing CCR5. Four isoforms of the chemokine CCL3 with different amino termini (CCL3, CCL3(2-70), CCL3(5-70), CCL3L1) were tested in these assays in order to probe structure/activity relationships. Each isoform exhibited agonism. The pattern of agonism (potency, maximal effect) was different in the three assays, although the rank order was the same with CCL3L1 being the most potent and efficacious. The data show that the amino terminus of the chemokine is important for signalling. A proline at position 2 (CCL3L1) provides for high potency and efficacy but the isoform with a serine at position 2 (CCL3(2-70)) is as efficacious in some assays showing that the proline is not the only determinant of high efficacy. We also increased the sensitivity of CCR5 signalling by treating cells with sodium butyrate, thus increasing the receptor/G protein ratio. This allowed the detection of a change in intracellular Ca2+ after treatment with CCL7 and Met-RANTES showing that these ligands possess measurable but low efficacy. This study therefore shows that sodium butyrate treatment increases the sensitivity of signalling assays and enables the detection of efficacy in ligands previously considered as antagonists. The use of different assay systems, therefore, provides different estimates of efficacy for some ligands at this receptor. (c) 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

Bacterial iron homeostasis

Iron is essential to virtually all organisms, but poses problems of toxicity and poor solubility. Bacteria have evolved various mechanisms to counter the problems imposed by their iron dependence, allowing them to achieve effective iron homeostasis under a range of iron regimes. Highly efficient iron acquisition systems are used to scavenge iron from the environment under iron-restricted conditions. In many cases, this involves the secretion and internalisation of extracellular ferric chelators called siderophores. Ferrous iron can also be directly imported by the G protein-like transporter, FcoB. For pathogens, host-iron complexes (transferrin, lactoferrin, haem, haemoglobin) are directly used as iron sources. Bacterial iron storage proteins (ferritin, bacterioferritin) provide intracellular iron reserves for use when external supplies are restricted, and iron detoxification proteins (Dps) are employed to protect the chromosome from iron-induced free radical damage. There is evidence that bacteria control their iron requirements in response to iron availability by downregulating the expression of iron proteins during iron-restricted growth. And finally, the expression of the iron homeostatic machinery is subject to iron-dependent global control ensuring that iron acquisition, storage and consumption are geared to iron availability and that intracellular levels of free iron do not reach toxic levels. (C) 2003 Federation of European Microbiological Societies. Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Diverse signalling by different chemokines through the chemokine receptor CCR5

We have investigated the signalling properties of the chemokine receptor, CCR5, using several assays for agonism: stimulation of changes in intracellular Ca(2+) or CCR5 internalisation in CHO cells expressing CCR5 or stimulation of [(35)S]GTPgammaS binding in membranes of CHO cells expressing CCR5. Four isoforms of the chemokine CCL3 with different amino termini (CCL3, CCL3(2-70), CCL3(5-70), CCL3L1) were tested in these assays in order to probe structure/activity relationships. Each isoform exhibited agonism. The pattern of agonism (potency, maximal effect) was different in the three assays, although the rank order was the same with CCL3L1 being the most potent and efficacious. The data show that the amino terminus of the chemokine is important for signalling. A proline at position 2 (CCL3L1) provides for high potency and efficacy but the isoform with a serine at position 2 (CCL3(2-70)) is as efficacious in some assays showing that the proline is not the only determinant of high efficacy. We also increased the sensitivity of CCR5 signalling by treating cells with sodium butyrate, thus increasing the receptor/G protein ratio. This allowed the detection of a change in intracellular Ca(2+) after treatment with CCL7 and Met-RANTES showing that these ligands possess measurable but low efficacy. This study therefore shows that sodium butyrate treatment increases the sensitivity of signalling assays and enables the detection of efficacy in ligands previously considered as antagonists. The use of different assay systems, therefore, provides different estimates of efficacy for some ligands at this receptor.

Allosteric effects of antagonists on signalling by the chemokine receptor CCR5

Antagonists of the chemokine receptor, CCRS, may provide important new drugs for the treatment of HIV-1. In this study we have examined the mechanism of action of two functional antagonists of the chemokine receptor CCRS (UK-396,794, UK-438,235) in signalling and internalisation assays using CHO cells expressing CCR5. Both compounds were potent inverse agonists versus agonist-independent [S-3]GTP gamma S binding to membranes of CHO cells expressing CCR5. Both compounds also acted as allosteric inhibitors of CCL5 (RANTES) and CCL8 (MCP-2) -stimulated [S-35]GTP gamma S binding to CHO-CCR5 membranes, reducing the potency and maximal effects of the two chemokines. The data are consistent with effects of the allosteric inhibitors on both the binding and signalling of the chemokines. Both compounds inhibited CCR5 internalisation triggered by chemokines. When CHO-CCR5 cells were treated with either of the two compounds for prolonged periods of time (24 h) an increase (similar to 15%) in cell surface CCRS was detected. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved

Location and collocation advantages in international innovation

Purpose – This paper examines the role of location-specific (L) advantages in the spatial distribution of multinational enterprise (MNE) R&D activity. The meaning of L advantages is revisited. In addition to L advantages that are industry-specific, the paper emphasises that there is an important category of L advantages, referred to as collocation advantages. Design/methodology/approach – Using the OLI framework, this paper highlights that the innovation activities of MNEs are about interaction of these variables, and the essential process of internalising L advantages to enhance and create firm-specific advantages. Findings – Collocation advantages derive from spatial proximity to specific unaffiliated firms, which may be suppliers, competitors, or customers. It is also argued that L advantages are not always public goods, because they may not be available to all firms at a similar or marginal cost. These costs are associated with access and internalisation of L advantages, and – especially in the case of R&D – are attendant with the complexities of embeddedness. Originality/value – The centralisation/decentralisation, spatial separation/collocation debates in R&D location have been mistakenly viewed as a paradox facing firms, instead of as a trade-off that firms must make.

The economic theory of the firm as a foundation for international business theory

The economic theory of the firm is central to the theory of the multinational enterprise. Recent literature on multinationals, however, makes only limited reference to the economic theory of the firm. Multinationals play an important role in coordinating the international division of labour through internal markets. The paper reviews the economic principles that underlie this view. Optimal internalisation equates marginal benefits and costs. The benefits of internalisation stem mainly from the difficulties of licensing proprietary knowledge, reflecting the view that MNEs possess an ‘ownership’ or ‘firm-specific’ advantage. The costs of internalisation, it is argued, reflect managerial capability, and in particular the capability to manage a large firm. The paper argues that management capability is a complement to ownership advantage. Ownership advantage determines the potential of the firm, and management capability governs the fulfilment of this potential through overcoming barriers to growth. The analysis is applied to a variety of issues, including out-sourcing, geographical dispersion of production, and regional specialisation in marketing.

Alan Rugman’s methodology

This paper argues that the intellectual contribution of Alan Rugman reflects his distinctive research methodology. Alan Rugman trained as an economist, and relied heavily on economic principles throughout his work. He believed that one good theory was sufficient for IB studies, and that theory, he maintained, was internalisation theory. He rejected theoretical pluralism, and believed that IB suffered from a surfeit of theories. Alan was a positivist. The test of a good theory was that it led to clear predictions which were corroborated by empirical evidence. Many IB theories, Alan believed, were weak; their proliferation sowed confusion and they needed to be refuted. Alan’s interpretation of internalisation was, however, unconventional in some respects. He played down the trade-offs presented in Coase’s original work, and substituted heuristics in their place. Instead of analysing internalisation as a context-specific choice between alternative contractual arrangements, he presented it as a strategic imperative for firms possessing strong knowledge advantages. His heuristics did not apply to every possible case, but in Alan’s view they applied in the great majority of cases and were therefore a basis for management action.

Internalization theory: an unfinished agenda

Internalization theory is usually applied at the firm level to analyse FDI, licensing and subcontracting, but this paper extends it to the industry level. It synthesises internalisation theory and oligopoly theory. It analyses a global industry where firms innovate competitively, and freely enter and exit the industry. It presents a formal model which highlights the inter-dependencies between rival firms. Each firm responds to its rivals by jointly optimising production and innovation through inter-dependent ownership and location decisions. The competitive outcome determines which firms serve which markets, which firms enter or exit the industry, and the internalisation strategy of each firm.

Aí eu era Antônio Brasil: contribuições de situações didáticas com conhecimentos históricos para a construção da identidade pessoal da criança na educação infantil

L'objectif de cette étude est de comprendre la relation entre les situations didactiques faisant appel aux connaissances historiques et la construction de l'identité personnelle pour les enfants dans l'éducation de la petite enfance. Sa question centrale se demande si les connaissances sont offrent des contributions à la construction de l'identité personnelle par les enfants de la petite enfance. Se distingue, lui aussi, entend contribuer à élargir le débat sur l'enseignement et l'apprentissage des thèmes historiques dans l'éducation des enfants, et permettre un dialogue avec d'autres enseignants dans cette étape de l'éducation. Ont été analysés par des principes théoriques et méthodologiques de qualité et a assumé les orientations méthodologiques de la recherche collaborative. Il a été constaté que la systématisation des situations didactiques impliquant la connaissance historique dans l'éducation de la petite enfance contribue à la construction de l'identité personnelle de l'enfant. Ceci, pour prendre possession de ces connaissances, ils recueillent des renseignements qui permet le plus large éventail de relations, afin de comparer les pratiques culturelles de son temps avec des pratiques à d'autres moments. Ainsi orientée, l'enfant cherche à raconter son histoire avec le thème historique à laquelle elle a eu accès, d'organiser et de construire des réponses des explications sur leur environnement et de lui-même. Tout cela montre à la réalisation que le processus d'internalisation des connaissances historiques de l'enfant est construit comme un sujet et, par conséquent, cette connaissance peut être conçu comme un médiateur dans la formation de l'identité personnelle

A Federação das Indústrias do Estado de São Paulo e as inflexões do capital na década de 1990

Pós-graduação em Ciências Sociais - FFC

Transcriptional regulation of human mu-opioid receptor gene: functional characterization of activating and inhibitory transcription factors

The organization of the nervous and immune systems is characterized by obvious differences and striking parallels. Both systems need to relay information across very short and very long distances. The nervous system communicates over both long and short ranges primarily by means of more or less hardwired intercellular connections, consisting of axons, dendrites, and synapses. Longrange communication in the immune system occurs mainly via the ordered and guided migration of immune cells and systemically acting soluble factors such as antibodies, cytokines, and chemokines. Its short-range communication either is mediated by locally acting soluble factors or transpires during direct cell–cell contact across specialized areas called “immunological synapses” (Kirschensteiner et al., 2003). These parallels in intercellular communication are complemented by a complex array of factors that induce cell growth and differentiation: these factors in the immune system are called cytokines; in the nervous system, they are called neurotrophic factors. Neither the cytokines nor the neurotrophic factors appear to be completely exclusive to either system (Neumann et al., 2002). In particular, mounting evidence indicates that some of the most potent members of the neurotrophin family, for example, nerve growth factor (NGF) and brainderived neurotrophic factor (BDNF), act on or are produced by immune cells (Kerschensteiner et al., 1999) There are, however, other neurotrophic factors, for example the insulin-like growth factor-1 (IGF-1), that can behave similarly (Kermer et al., 2000). These factors may allow the two systems to “cross-talk” and eventually may provide a molecular explanation for the reports that inflammation after central nervous system (CNS) injury has beneficial effects (Moalem et al., 1999). In order to shed some more light on such a cross-talk, therefore, transcription factors modulating mu-opioid receptor (MOPr) expression in neurons and immune cells are here investigated. More precisely, I focused my attention on IGF-I modulation of MOPr in neurons and T-cell receptor induction of MOPr expression in T-lymphocytes. Three different opioid receptors [mu (MOPr), delta (DOPr), and kappa (KOPr)] belonging to the G-protein coupled receptor super-family have been cloned. They are activated by structurallyrelated exogenous opioids or endogenous opioid peptides, and contribute to the regulation of several functions including pain transmission, respiration, cardiac and gastrointestinal functions, and immune response (Zollner and Stein 2007). MOPr is expressed mainly in the central nervous system where it regulates morphine-induced analgesia, tolerance and dependence (Mayer and Hollt 2006). Recently, induction of MOPr expression in different immune cells induced by cytokines has been reported (Kraus et al., 2001; Kraus et al., 2003). The human mu-opioid receptor gene (OPRM1) promoter is of the TATA-less type and has clusters of potential binding sites for different transcription factors (Law et al. 2004). Several studies, primarily focused on the upstream region of the OPRM1 promoter, have investigated transcriptional regulation of MOPr expression. Presently, however, it is still not completely clear how positive and negative transcription regulators cooperatively coordinate cellor tissue-specific transcription of the OPRM1 gene, and how specific growth factors influence its expression. IGF-I and its receptors are widely distributed throughout the nervous system during development, and their involvement in neurogenesis has been extensively investigated (Arsenijevic et al. 1998; van Golen and Feldman 2000). As previously mentioned, such neurotrophic factors can be also produced and/or act on immune cells (Kerschenseteiner et al., 2003). Most of the physiologic effects of IGF-I are mediated by the type I IGF surface receptor which, after ligand binding-induced autophosphorylation, associates with specific adaptor proteins and activates different second messengers (Bondy and Cheng 2004). These include: phosphatidylinositol 3-kinase, mitogen-activated protein kinase (Vincent and Feldman 2002; Di Toro et al. 2005) and members of the Janus kinase (JAK)/STAT3 signalling pathway (Zong et al. 2000; Yadav et al. 2005). REST plays a complex role in neuronal cells by differentially repressing target gene expression (Lunyak et al. 2004; Coulson 2005; Ballas and Mandel 2005). REST expression decreases during neurogenesis, but has been detected in the adult rat brain (Palm et al. 1998) and is up-regulated in response to global ischemia (Calderone et al. 2003) and induction of epilepsy (Spencer et al. 2006). Thus, the REST concentration seems to influence its function and the expression of neuronal genes, and may have different effects in embryonic and differentiated neurons (Su et al. 2004; Sun et al. 2005). In a previous study, REST was elevated during the early stages of neural induction by IGF-I in neuroblastoma cells. REST may contribute to the down-regulation of genes not yet required by the differentiation program, but its expression decreases after five days of treatment to allow for the acquisition of neural phenotypes. Di Toro et al. proposed a model in which the extent of neurite outgrowth in differentiating neuroblastoma cells was affected by the disappearance of REST (Di Toro et al. 2005). The human mu-opioid receptor gene (OPRM1) promoter contains a DNA sequence binding the repressor element 1 silencing transcription factor (REST) that is implicated in transcriptional repression. Therefore, in the fist part of this thesis, I investigated whether insulin-like growth factor I (IGF-I), which affects various aspects of neuronal induction and maturation, regulates OPRM1 transcription in neuronal cells in the context of the potential influence of REST. A series of OPRM1-luciferase promoter/reporter constructs were transfected into two neuronal cell models, neuroblastoma-derived SH-SY5Y cells and PC12 cells. In the former, endogenous levels of human mu-opioid receptor (hMOPr) mRNA were evaluated by real-time PCR. IGF-I upregulated OPRM1 transcription in: PC12 cells lacking REST, in SH-SY5Y cells transfected with constructs deficient in the REST DNA binding element, or when REST was down-regulated in retinoic acid-differentiated cells. IGF-I activates the signal transducer and activator of transcription-3 (STAT3) signaling pathway and this transcription factor, binding to the STAT1/3 DNA element located in the promoter, increases OPRM1 transcription. T-cell receptor (TCR) recognizes peptide antigens displayed in the context of the major histocompatibility complex (MHC) and gives rise to a potent as well as branched intracellular signalling that convert naïve T-cells in mature effectors, thus significantly contributing to the genesis of a specific immune response. In the second part of my work I exposed wild type Jurkat CD4+ T-cells to a mixture of CD3 and CD28 antigens in order to fully activate TCR and study whether its signalling influence OPRM1 expression. Results were that TCR engagement determined a significant induction of OPRM1 expression through the activation of transcription factors AP-1, NF-kB and NFAT. Eventually, I investigated MOPr turnover once it has been expressed on T-cells outer membrane. It turned out that DAMGO induced MOPr internalisation and recycling, whereas morphine did not. Overall, from the data collected in this thesis we can conclude that that a reduction in REST is a critical switch enabling IGF-I to up-regulate human MOPr, helping these findings clarify how human MOPr expression is regulated in neuronal cells, and that TCR engagement up-regulates OPRM1 transcription in T-cells. My results that neurotrophic factors a and TCR engagement, as well as it is reported for cytokines, seem to up-regulate OPRM1 in both neurons and immune cells suggest an important role for MOPr as a molecular bridge between neurons and immune cells; therefore, MOPr could play a key role in the cross-talk between immune system and nervous system and in particular in the balance between pro-inflammatory and pro-nociceptive stimuli and analgesic and neuroprotective effects.

Einfluss verschiedener nanopartikulärer Systeme auf die zelluläre Aufnahme und Zytotoxizität

Die vorliegende Dissertation untersucht Nanopartikel und Nanokapseln aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Modifikationen für einen zielgerichteten Medikamententransport (Drug Targeting). Obwohl bisher zahlreiche Nanopartikel und -kapseln synthetisiert wurden, besteht nach wie vor hinsichtlich der zellulären Verträglichkeit, Biokompatibilität und Aufnahme kein allumfassendes Verständnis. Mit Hilfe der in dieser Arbeit vorgestellten Untersuchungen und Ergebnissen soll ein Beitrag zur Schließung dieser Lücke geleistet werden.rnIm Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde der Einfluss der Herstellungsmaterialien PS, PLLA, PMMA, Biomakromoleküle (BSA, DNA), ggf. stabilisiert durch HPMA-LMA-Copolymere und neu-synthetisierte Surfmere, der Formmodifikationen Streckung und Kristallisierung, der Oberflächenmodifikationen mittels verschiedener Tenside und PEG auf die zelluläre Aufnahme und Verträglichkeit hin untersucht.rnZusammenfassend lässt sich die Aussage treffen, dass zahlreiche Materialien zur Herstellung von Trägersystemen geeignet sind und sich als biokompatibel und nicht-zytotoxisch erwiesen haben, sich jedoch stark hinsichtlich der Aufnahmeeffizienz in verschiedene Zelllinien unterscheiden. rnIm ersten Abschnitt (Kapitel 5.1) wurden in der ersten und zweiten Untersuchung auf allgemeine Parameter, die die Aufnahme von Nanopartikeln beeinflussen, eingegangen. Hier wurde der Einfluss des Alters von PLLA-Partikeln auf die zelluläre Aufnahme und Toxizität untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass mit zunehmender Materialalterung die zelluläre Aufnahme abnimmt. Eine Zytotoxizität konnte nicht gezeigt werden.rnWeiterhin wurde der Einfluss des FCS-Gehalts des Zell-Mediums auf die zelluläre Aufnahme von PMMA-Partikeln untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass mit einer steigenden FCS-Konzentration eine Abnahme der zellulären Aufnahme von PMMA-Partikeln einhergeht. Die höchste zelluläre Aufnahme konnte bei einem FCS-Gehalt des Zellmediums von 0,05% verzeichnet werden. rnIm zweiten Abschnitt (Kapitel 5.2) wurde die Stabilisierung von Nanopartikeln mittels neusynthetisierter Tenside und deren Einfluss auf die Zelle-Nanopartikel-Interaktionen untersucht. Dazu wurde zum einen die Oberflächenfunktionalisierung von Nanopartikeln mit Hilfe neu-synthetisierter „Surfmere“ und deren Einfluss auf die zelluläre Aufnahme und Toxizität untersucht. Die hergestellten Surfmere bewirken gleichzeitig eine Stabilisierung und Funktionalisierung der Nanopartikeloberfläche mit Phosphonatgruppen. Hier wurden kovalente „Surfmer“ stabilisierte Nanopartikel mit Tensid- (SDP) stabilisierten Nanopartikeln verglichen. Zudem wurden dialysierte Nanopartikel mit nicht-dialysierten verglichen. Bezüglich der zellulären Aufnahme konnte für die mittels Dialyse gereinigten Nanopartikel eine gute Aufnahme ohne Unterschiede zwischen den kovalent und nicht-kovalent Phosphonat-funktionalisierten Partikeln beobachtet werden. Die ungereinigten, SDP-stabilisierte, nicht-kovalent gebundene Nanopartikel zeigten hingegen eine bis zu 30% stärkere Aufnahme in die HeLa-Zellen und hMSCs.rnWeiterhin der Einsatz von mit HPMA-LMA-Copolymeren stabilisierte Polystyrol- und PLLA-Partikel, die den Einsatz von Tensiden während des Miniemulsionsprozesses überflüssig machen, untersucht. Auch hier konnte keine Zytotoxizität nachgewiesen werden. Die Aufnahme in HeLa-Zellen scheint mehr von der Größe der Nanopartikel als vom verwendeten Material und in hMSCs mehr von den Oberflächeneigenschaften der Nanopartikel abzuhängen.rnIm dritten Abschnitt (Kapitel 5.3) wird auf die Möglichkeit der Formmodifikation von Polystyrol-Partikeln und deren Einfluss auf die Nanopartikel-Zelle-Interaktionen eingegangen. Es geht dabei um die Aufnahme und Zytotoxizität von verstreckten (elongierten) Polystyrol-Partikeln im Vergleich zu sphärischen Nanopartikeln, sowie die Aufnahme und Zytotoxizität von kristallinen Polystyrol-Partikeln in verschiedene Zelllinien. Bei den verstreckten Partikeln nimmt die Aufnahme-Effizienz in HeLa-Zellen und hMSCs mit zunehmender Verstreckung ab. Eine Zytotoxizität konnte für keinen der erwähnten Nanopartikel nachgewiesen werden. Bei den Polystyrol-Partikeln unterschiedlicher Taktizität zeigen die kristallierten Polystyrol-Partikel eine geringfügig besser Aufnahme-Rate als die nicht-kristallierten Polystyrol-Partikel. Dabei zeigen die nach dem Herstellungsprozess mittels der Lösemittelverdampfungstechnik der wässrigen Phase entnommenen Partikel eine bessere Aufnahme als die nach der Verdampfung des Chloroforms verfügbaren Partikel. Insgesamt konnte jedoch für alle Polystyrol-Partikel trotz der unterschiedlichen Taktizitäten nach der Aufnahme in HeLa-Zellen und hMSCs mittels Durchflusszytometrie hohe Fluoreszenz-Intensitäten verzeichnet werden. Setzt man hohe Fluoreszenz-Intensitäten bei in Zellen aufgenommenen Partikeln mit guten Aufnahmeraten gleich, sind die hier dargestellten Aufnahmeraten als sehr gut zu bezeichnen. rnAuf Nanosysteme mit einer reduzierten zellulären Aufnahme wird im letzten Abschnitt (Kapitel 5.4) eingegangen. Dabei wird zum einen die unterschiedliche Oberflächenmodifikation von Polystyrol-Partikeln mit dem Co-Monomer PEG-MA und den Tensiden SDS und Lutensol AT50 untersucht. Von PEG-MA wurden zudem verschiedene Molekulargewichte (Mn=300 g•mol-1 und Mn=2080 g•mol-1) und verschiedene Konzentrationen (1,5%, 5%, 10%) eingesetzt. Ein Teil der Partikel wurde mit SDS und der andere Teil mit Lutensol AT50 hergestellt. In einem weiteren Schritt wurde das jeweilig gegenteilige Tensid (statt SDS Lutensol AT50 und umgekehrt) eingesetzt, um zu überprüfen, ob sich der zuvor beobachtete Effekt umkehren lässt. Anschließend wurde ein erst mit SDS stabilisierter Nanopartikel (BR01) mit verschiedenen Lutensol AT50-Anteilen (5%, 10%, 25%, 50%, 100%) redispergiert. Die effizienteste Aufnahme zeigte der unmodifizierte, mit SDS stabilisierte Nanopartikel BR01, die niedrigste der ebenfalls unmodifizierte, mit Lutensol AT50 stabilisierte Nanopartikel BR02. Eine steigende Konzentration des PEG-MA Mn=300 g•mol-1 hemmt die Aufnahme von mit SDS stabilisierten Partikeln konstant. Für PEG-MA Mn=2080 g•mol-1 konnte hingegen kein Einfluss nachgewiesen werden. Für die mit Lutensol AT50 stabilisierten Partikel konnte kein Einfluss von PEG-MA nachgewiesen werden. Daraus resultiert, dass der Einsatz von physikalisch adsorbiertem Lutensol AT50 die zelluläre Aufnahme effektiver hemmt als der Einsatz von kovalent gebundenem PEG-MA unterschiedlicher Kettenlänge.rnDer Einsatz von mit Biomakromolekülen hergestellten Nanokapseln, die mit zwei verschiedenen Tensiden (SDS und Lutensol AT50) stabilisiert wurden, wurde im Weiteren näher untersucht. Bei den mit SDS stabilisierten Kapseln erwiesen sich die mit ssDNA hergestellten Kapseln BN-54 und BN-55 als leicht toxisch für die HeLa-Zellen. Dagegen sind alle eingesetzten, mit Lutensol AT50 redispergierten Nanokapseln sowohl für HeLa-Zellen als auch für hMSCs zytotoxisch. Hier ist die toxische Wirkung auf das nicht-ionische Tensid Lutensol AT50 zurückzuführen. Eine zelluläre Aufnahme konnte für keine mit Biomakromolekülen hergestellten Nanokapsel nachgewiesen werden.rnDen Abschluss der Untersuchungen bildet die vergleichende Analyse der in dieser Arbeit mit dem Fluoreszenzfarbstoff PMI versehenen Partikeln hinsichtlich deren Aufnahme in HeLa-Zellen und hMSCs und deren zytotoxische Auswirkungen. In der vergleichenden Analyse werden die zuvor vorgestellten Ergebnisse für PMI-Partikeln nochmal im Kontext betrachtet. Dabei erwies sich sowohl für die HeLa-Zellen als auch für die hMSCs, dass die meisten Partikel eine geringe bis keine zelluläre Aufnahme zeigen. Eine gute Aufnahme konnte nur für wenige Nanopartikel (vor allem für die kristallinen Nanopartikel) verzeichnet werden. Eine Korrelation zwischen der Aufnahmeeffizienz und der Zytotoxizität konnte nicht nachgewiesen werden. rn

Synthese und Charakterisierung von Polymer-Wirkstoff-Antikörper-Konjugaten zur Anwendung in der Krebsimmuntherapie

Polymere Wirkstoffsysteme gewinnen im Bereich der biomedizinischen Forschung immer größeres Interesse. Vielversprechende Systeme für die Entwicklung von neuartigen Krebs-immun¬therapien stellen insbesondere Polymer-Konjugate dar. Das ideale Polymer-Konjugat besitzt eine Größe zwischen 10 nm und 100 nm, ist nicht zytotoxisch und zeigt keine Aggregation in humanem Blutserum. In der vorliegenden Arbeit wurde die Synthese und Charakterisierung von Polymer-Wirkstoff-Konjugaten zur Anwendung in der Krebsimmuntherapie behandelt. Erstes Ziel der Arbeit war es, geeignete polymere Trägersysteme für die in vivo Anwendung zu finden. Hierzu wurde zunächst die Stabilität verschiedener potentieller polymerer Träger-systeme (Nanohydrogele, Succinyliertes-Poly-L-Lysin (Bürste), ELP-Bürsten und Poly(2-oxazolin)bürsten) in humanem Serum untersucht. Weiterhin wurde die unspezifische Zellaufnahme in murinen dendritischen Zellen (DCs) analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass vor allem neutrale bzw. zwitterionische Partikel eine hohe Serumstabilität sowie keine unspezifische Zellaufnahme zeigen. Um eine gezielte Adressierung der DCs des Immunsystems zu erreichen und dadurch eine Immunantwort gegenüber einem bestimmten Krebs Zelltyp zu induzieren, wurden Biokonjugate - auf Basis der Succinylierten-Poly-L-Lysin-(Bürste) sowie der Azid-funktionalisierten Poly(2-oxazolin)bürste (POx) – entwickelt, da diese Polymerbürsten keine bzw. kaum unspezifische Aufnahme in DCs zeigen. Hierbei diente der Antikörper aDEC205 der gezielten Adressierung von CD8+ DCs. Die weiteren bioaktiven Komponenten waren das tumorassoziierte Antigen (TAA) mit der Kernsequenz SIINFEKL zur Induktion einer spezifischen Immunantwort sowie der immunaktivierende TLR9 Ligand, CpG1826. Die Komponenten wurden nacheinander an die Fluoreszenz-markierten Polymere kon¬jugiert. Die Konjugation des Antikörpers erfolgte nach vorangegangener DIBO-Modifizierung über kupferfreie Click-Chemie. Mit einer optimierten Aufarbeitungsmethodik gelang es, aggregat-freie, unimere DIBO-modifizierte aDEC205 Antikörper zu isolieren. Für die succinylierten Poly-L-Lysine konnten keine eindeutigen sowie reproduzierbaren Ergebnisse erhalten werden, sodass sich im weiteren Verlauf der Arbeit auf die POx konzentriert wurde. Die Konjugation von aDEC205 an POx wurde mittels verschiedener physiko-chemischer Methoden (UV-VIS, SDS-PAGE, FCS, GPC, CLSM und FACS) gezeigt. Mit Hilfe von „Specific-Hybridization-Internalisation-Sensor“ Experimenten konnte eine spezifische Aufnahme des Konjugats in CD8+ DCs nachgewiesen werden. rnDie Konjugation von Antigen und CpG erfolgte ebenso nach entsprechender Modifizierung über kupferfreie Click-Chemie. SDS-PAGE, UV-VIS und FCS bestätigten eine erfolgreiche Kopplung. T-Zell-Proliferationsversuche ergaben für Antigen enthaltende Polymer-Konjugate eine CD8+ T-Zell-Aktivierung. Des Weiteren zeigten die POx keine bemerkenswerte Toxizität und deren Konjugate keine Aggregation in humanem Serum. rnrnDarüber hinaus wurde der Einfluss verschiedener Polymertopologien auf ihre Biodistribution sowie Blutzirkulation untersucht. Für die nach GPC-Fraktionierung erhaltenen verschiedenen Polymerfraktionen - hochmolekulare wurmartige Polymerbürsten, ellipsoidartige Polymer-bürsten und niedermolekulare kugelförmige Moleküle - konnten vielversprechende Ergebnisse erhalten werden.

[(99m)Tc]Demotate 2 in the detection of sst(2)-positive tumours: a preclinical comparison with [(111)In]DOTA-tate

PURPOSE: The aim of this study was to evaluate [(99m)Tc]Demotate 2 ([(99m)Tc-N(4) (0-1),Asp(0),Tyr(3)]octreotate) as a candidate for in vivo imaging of sst(2)-positive tumours and to compare it with [(111)In]DOTA-tate ([(111)In-DOTA(0),Tyr(3)]octreotate). METHODS: Labelling of Demotate 2 with (99m)Tc was performed at room temperature using SnCl(2) as reductant in the presence of citrate at alkaline pH. Radiochemical analysis involved ITLC and HPLC methods. Peptide conjugate affinities for sst(2) were determined by receptor autoradiography on rat brain cortex sections using [DOTA(0),(125)I-Tyr(3)]octreotate as the radioligand. The affinity profile of Demotate 2 for human sst(1)-sst(5) was studied by receptor autoradiography in cell preparations using the universal somatostatin radioligand [(125)I][Leu(8),(D: )Trp(22),Tyr(25)]somatostatin-28. The internalisation rates of [(99m)Tc]Demotate 2 and [(111)In]DOTA-tate were compared in sst(2)-positive and -negative control cell lines. Biodistribution of radiopeptides was studied in male Lewis rats bearing CA20948 tumours. RESULTS: Peptide conjugates showed selectivity and a high affinity binding for sst(2) (Demotate 2 IC(50)=3.2 nM and DOTA-tate IC(50)=5.4 nM). [(99m)Tc]Demotate 2, like [(111)In]DOTA-tate, internalised rapidly in all sst(2)-positive cells tested, but not in sst(2)-negative control cells. After injection in CA20948 tumour-bearing rats both radiopeptides showed high and specific uptake in the sst(2)-positive organs and in the implanted tumour and rapid excretion from non-target tissues via the kidneys. CONCLUSION: [(99m)Tc]Demotate 2, similarly to the known sst(2)-targeting agent [(111)In]DOTA-tate, showed promising biological qualities for application in the scintigraphy of sst(2)-positive tumours.

Novel 111In-labelled bombesin analogues for molecular imaging of prostate tumours

PURPOSE: It has been shown that some primary human tumours and their metastases, including prostate and breast tumours, overexpress gastrin-releasing peptide (GRP) receptors. Bombesin (BN) is a neuropeptide with a high affinity for these GRP receptors. We demonstrated successful scintigraphic visualisation of BN receptor-positive tumours in preclinical studies using the radiolabelled BN analogue [(111)In-DTPA-Pro(1),Tyr(4)]BN. However, the receptor affinity as well as the serum stability of this analogue leave room for improvement. Therefore new (111)In-labelled BN analogues were synthesised and evaluated in vitro and in vivo. METHODS AND RESULTS: The receptor affinity of the new BN analogues was tested on human GRP receptor-expressing prostate tumour xenografts and rat colon sections. Analogues with high receptor affinity (low nM range) were selected for further evaluation. Incubation in vitro of GRP receptor-expressing rat CA20948 and human PC3 tumour cells with the (111)In-labelled analogues resulted in rapid receptor-mediated uptake and internalisation. The BN analogue with the best receptor affinity and in vitro internalisation characteristics, Cmp 3 ([(111)In-DTPA-ACMpip(5),Tha(6),betaAla(11),Tha(13),Nle(14)]BN(5-14)), was tested in vivo in biodistribution studies using rats bearing GRP receptor-expressing CA20948 tumours, and nude mice bearing human PC3 xenografts. Injection of (111)In-labelled Cmp 3 in these animals showed high, receptor-mediated uptake in receptor-positive organs and tumours which could be visualised using planar gamma camera and microSPECT/CT imaging. CONCLUSION: With their enhanced receptor affinity and their rapid receptor-mediated internalisation in vitro and in vivo, the new BN analogues, and especially Cmp 3, are promising candidates for use in diagnostic molecular imaging and targeted radionuclide therapy of GRP receptor-expressing cancers.