898 resultados para Transfection transitoire
Resumo:
Antigen-kodierende RNA wird als eine sichere und effiziente Alternative zu traditionellen Impfstoff-Formulierungen, wie Peptid-, Protein-, rekombinanten viralen oder DNA basierten Impfstoffen betrachtet. Der endgltige klinische Nutzen RNA-basierter Impfstoffe wird von der Optimierung verschiedener Parameter abhngig sein, die zur Induktion und effizienten Expansion der humoralen und zellvermittelten Immunantwort beitragen. Vor diesem Hintergrund war die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit, die Etablierung pharmakologischer und immunologischer Parameter fr die Generierung effektiver Immunantworten durch RNA-Impfstoffe sowie deren Wirksamkeit in vitro und im Mausmodell unter Nutzung von Modellantigenen zu testen. Zur Untersuchung und Optimierung der RNA-Pharmakokinetik, als einem Schlsselaspekt der klinischen Medikamentenentwicklung, wurde der Einfluss von strukturellen Modifikationen auf die Transkriptstabilitt und Translationseffizienz von Reporter-Proteinen in einer zeitabhngigen Kinetik evaluiert. Es wurde gezeigt, dass ein poly(A) Schwanz von 120 Adenosinen, verglichen mit einem krzeren, ein freies 3 poly(A) Ende, verglichen mit einem verdeckten und eine doppelte -globin 3 UTR, unabhngig voneinander zu einer Erhhung der IVT-RNA Stabilitt und zu einer Verbesserung der Translationseffizienz beitrugen und dadurch insgesamt zu einer erhhten Proteinexpression fhrten. Antigen-kodierende IVT-RNA mit diesen molekularen Merkmalen in Kombination fhrte, im Vergleich zur Standard IVT-RNA, zu einer erhhten Dichte und Stabilitt von Peptid/MHC-Komplexen auf der Zelloberflche transfizierter DCs und dadurch zu einer verbesserten Stimulation von CD4+ und CD8+ T-Zellen im murinen und humanen System. Mit dem Ziel, die RNA kodierte Antigenform fr die Induktion einer verstrkten Antikrperantwort zu modifizieren, wurde im zweiten Teil der Arbeit ein Antigen-IgM Fusionskonstrukt hergestellt und hinsichtlich seiner Eignung als neues Impfstoff-Format untersucht. Die Ausgangshypothese, dass die RNA kodierten Antigen-IgM Fusionsproteine polymerisieren, von transfizierten Zellen sezerniert werden und aufgrund der repetitiven Antigenstruktur im Vergleich mit dem monomeren Antigen zu einer Verstrkung der Antikrperantwort fhren, wurde in vitro und in vivo im Mausmodell besttigt. Die Entwicklung und Evaluierung von Zytokinfusionsproteinen zur selektiven Verstrkung der antigenspezifischen Immunantworten bildeten den dritten Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit. Zur weiteren Verstrkung der Antikrperantwort wurde basierend auf den Resultaten aus dem zweiten Teil ein IL2-IgM Fusionskonstrukt hergestellt. Die Ko-Transfektion von Antigen-IgM und IL2-IgM kodierender IVT-RNA fhrte zu einer signifikant strkeren Antikrperantwort als die Ko-Transfektion von Antigen-IgM und IL2. Fr die Initiierung einer erfolgreichen anti-Tumor-Immunantwort ist das Priming antigenspezifischer T-Zellen essentiell. Um die Effizienz dieses Prozesses zu steigern, wurde ein bifunktionelles IL2-mCD40L Fusionskonstrukt hergestellt und sein Einfluss auf die Effektorfunktion von DCs in vitro und in vivo untersucht. Es wurde gezeigt, dass ein RNA kodiertes IL2-mCD40L Fusionsprotein als genetisches Adjuvanz zu einer Effizienzsteigerung des Priming zytotoxischer T-Zellen fhrt. Somit wurden in dieser Arbeit durch die Optimierung der Pharmakokinetik, die Modifikation der Antigenform und die Herstellung und Evaluierung von Zytokinfusionskonstrukten als genetische Adjuvantien, RNA-basierte Impfstoffe fr eine optimierte Induktion von antigenspezifischen Immunantworten weiter verbessert.
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Die Wirksamkeit einer Vakzine ist von vielen Parametern abhngig. Dazu gehren unter anderen: das ausgewhlte Antigen, die Formulation in der das Antigen benutzt wird sowie die Applikationsroute. Antigen-kodierende Ribonukleinsuren (RNA) gilt heutzutage als eine sichere und effiziente Alternative zu traditionellen Impfstoff-Formulierungen, wie Peptiden, rekombinanten Proteinen, viralen Systemen oder DNA basierten Impfstoffen. Bezglich des Applikationsortes reprsentiert der Lymphknoten ein optimales Milieu fr die Interaktion zwischen antigenprsentierenden Zellen und T-Zellen. Vor diesem Hintergrund war die Zielsetzung dieser Arbeit, ein auf direktem in vivo Transfer von Antigen-kodierender in vitro transkribierter RNA (IVT-RNA) basierendes Impfverfahren zu entwickeln, zu charakterisieren und auf seine anti-tumorale Wirksamkeit zu testen. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass dendritische Zellen (DCs) in vitro hocheffizient mit IVT-RNA transfiziert werden knnen und eine hohe stimulatorische Kapazitt besitzen. Durch Sequenzmodifikation der IVT-RNA konnten wir die Transkriptstabilitt und Translationseffizienz erhhen was zu einer Steigerung der stimulatorischen Kapazitt in vivo fhrte. Darber hinaus untersuchten wir die Auswirkung der Insertion eines Signalpeptides 5 sowie einer C-terminalen transmembran- und zytosolischen-Domne eines MHC-Klasse-I-Molekls am 3 der Antigen-kodierenden Sequenz auf die Effizienz der MHC-Klasse-I und -II Prsentation. Wir konnten in vitro und in vivo nachweisen, dass diese Modifikation zu einer gesteigerten, simultanen Stimulation von antigenspezifischen CD4+ und CD8+ T-Zellen fhrt. Auf der Basis der optimierten Vektorkassetten etablierten wir die intranodale (i.n.) Transfektion von antigenprsentierenden Zellen in der Maus. Dazu nutzten wir verschiedene Reportersysteme (eGFP-RNA, fluoreszensmarkierte RNA) und konnten zeigen, dass die intranodale Applikation von IVT-RNA zu selektiven Transfektion und Maturation lymphknotenresidenter DCs fhrt. Zur Untersuchung der immunologischen Effekte wurden in erster Linie auf Influenza-Hemagglutinin-A und Ovalbumin basierende Modellantigensysteme verwendet. Beide Antigene wurden als Antigen-MHC-Fusionskonstrukte genutzt. Als Responderzellen wurden TCR-transgene Lymphozyten verwendet, die MHC-Klasse-I oder -Klasse-II restringierte Epitope des Influenza-Hemagglutinin-A bzw. des Ovalbumin-Proteins erkennen. Wir konnten in vivo zeigen, dass die intranodale Immunisierung mit IVT-RNA zu einer effizienten Stimulation und Expansion von antigenspezifischen CD4+ und CD8+ T-Zellen in einer dosisabhngigen Weise fhrt. Funktionell konnte gezeigt werden, dass diese T-Zellen Zytokine sezernieren und zur Zytolyse befhigt sind. Wir waren in der Lage durch repetitive i.n. RNA Immunisierung ein Priming CD8+ T-Zellen in naiven Musen sowohl gegen virale als auch gegen Tumor assoziierte Antigene zu erreichen. Die geprimten T-Zellen waren befhigt eine zytolytische Aktivitt gegen mit spezifischem Peptid beladene Targetzellen zu generieren. Darber hinaus waren wir in der Lage Gedchtnisszellen expandieren zu knnen. Abschlieend konnten wir in Tumormodellen sowohl in prophylaktischen als auch in therapeutischen Experimenten zeigen dass die i.n. RNA Vakzination die Potenz zur Induktion einer anti-tumoralen Immunitt besitzt.
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Die Apoptose spielt eine entscheidende Rolle whrend der normalen Entwicklung des zentralen Nervensystems. Elektrische Aktivitt und die Versorgung mit trophischen Faktoren sind ausschlaggebend fr das berleben von Neuronen. Um zu untersuchen, welche zellulren Prozesse die aktivittsabhngige Apoptose in organotypischen Schnittkulturen des neugeborenen Neokortex beeinflussen, wurde in der vorliegenden Arbeit immunzytochemisch das Auftreten aktivierter Caspase-3, nach pharmakologischer Beeinflussung von Ionenkanlen und membranstndigen Rezeptoren analysiert. Die Unterdrckung neuronaler Aktivitt durch den Natriumionenkanalblocker TTX fhrte zu einem signifikanten Verlust kortikaler Neuronen. Ein hnlicher Anstieg der Zahl apoptotischer Neurone konnte durch Applikation von Antagonisten ionotroper Glutamatrezeptoren, GABAA-Rezeptoren oder neuronaler Gap Junctions induziert werden. Jedoch konnte bei einigen Antagonisten die apoptosefrdernde Wirkung erst nach lngerer Einwirkung beobachtet werden. Im Weiteren wurde eine Methode etabliert, mit deren Hilfe eine Echtzeitanalyse der Apoptose kortikaler Neurone unter dem Entzug trophischer Faktoren in Gegenwart unterschiedlicher extrazellulrer Kaliumkonzentrationen ermglicht wurde. Dazu wurden dissoziierte kortikale Kulturen mit dem pCaspase3-sensor Vektor transfiziert. Das durch dieses Plasmid codierte fluoreszente Protein wird Caspase-3 abhngig gespalten. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass der Caspase3-sensor spezifisch fr die Aktivierung der Caspase-3 ist, und dass die berlebensfhigkeit der transfizierten Neurone durch das Transfektionsprotokoll nicht beeinflusst wird.
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Human Papillomavirus (HPV) is the cause of cervical cancers (among these, adenocarcinoma, AdCa) and is associated to a subgroup of oropharyngeal carcinomas (OPSCCs). Even if the risk for cancer development is linked to the infection by some viral genotypes, mainly HPV16 and 18, viral DNA alone seems not to be sufficient for diagnosis. Moreover, the role of the virus in OPSCCs has not been totally clarified yet. In the first part of the thesis, the performances concerning viral genotyping in clinical cervical samples of a new pyrosequencing-based test and a well-known hybridization-based assay have been compared. Similar results between the methods have been obtained. However, the former showed advantages in detecting intratype variants, higher specificity and a broader spectrum of detectable HPV types. The second part deals with the evaluation of virological markers (genotyping, viral oncoproteins expression, viral load, physical state and CpG methylation of HPV16 genome) in the diagnosis/prognosis of cervical AdCa and HPV-associated OPSCCs. HPV16 has been confirmed the most prevalent genotype in both the populations. Interestingly, the mean methylation frequency of viral DNA at the early promoter showed the tendency to be associated to invasion for cervical AdCa and to a worse prognosis for OPSCCs, suggesting a promising role as diagnostic/prognostic biomarker. The experiments of the third part were performed at the DKFZ in Heidelberg (Germany) and dealt with the analysis of the response to IFN-k transfection in HPV16-positive cervical cancer and head&neck carcinoma cell lines to evaluate its potential role as new treatment. After 24h, we observed increased IFN-b expression which lead to the up-regulation of genes involved in the antigens presentation pathway (MHC class I and immunoproteasome) and antiviral response as well, in particular in cervical cancer cell lines. This fact suggested also the presence of different HPV-mediated carcinogenic pathways between the two anatomical districts.
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Die Stimulation der APP-prozessierenden -Sekretase ADAM10 erffnet eine vielversprechende Mglichkeit zur medizinischen Behandlung der Alzheimer-Krankheit. In dieser Arbeit wurden drei unterschiedliche Strategien zur therapeutischen Aktivierung von ADAM10 verfolgt: Die Aktivierung des G-Protein-gekoppelten Rezeptors PAC1 durch PACAP, die Gentherapie mit ADAM10-cDNA und die ADAM10-Promotorstimulation durch Retinoid-Rezeptor-Aktivierung. PACAP-38 stimuliert die -Sekretase-vermittelte APPs-Sekretion in humanen Neuroblastomzellen. Durch Aktivierung des PAC-1-Rezeptors via intranasal verabreichtem PACAP-38, konnte eine erhhte -sekretorische APP-Prozessierung bzw. verminderte Ablagerung von amyloiden Plaques in Musen gezeigt werden. Weiterhin sollte durch Immunoliposomen-basierte Transfektion die humane ADAM10-cDNA in den Neuronen der Maus berexprimiert werden. Hiefr wurde die DNA in Liposomen eingeschlossen, welche an ihrer Oberflche mit anti-Transferrin-Antikrpern zur berwindung der Blut-Hirn-Schranke gekoppelt waren. Fr die Herstellung des DNA-Transportsystems wurden die Einzelschritte wie DNA-Einschluss mit einem Reportergen-Vektor, Konjugation mit verschiedenen Antikrpern und Gre der Liposomen erprobt und optimiert. Es konnte allerdings weder in vitro noch in vivo eine Immunoliposomen-vermittelte Transfektion nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurde zudem die Retinoid-basierte Expressionssteigerung von ADAM10 untersucht. Dafr wurden die beiden potentiellen Retinoid-Rezeptor-Bindestellen auf dem ADAM10-Promotor durch Verwendung selektiver nuklerer Rezeptor-Agonisten charakterisiert. Hierbei konnte erstmals gezeigt werden, dass der ADAM10-Promotor durch ein Dimer der nukleren Rezeptoren RAR und RXR aktiviert wird, wodurch eine erhhte -sekretorischen APP-Prozessierung in Neuroblastoma-Zellen resultiert. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die RAR/RXR-Heterodimeraktivierung sowohl auf dem humanen wie auf dem murinen ADAM10-Promotor identisch ist, so dass am Mausmodell entwickelte Retinoid-basierte Therapien auf den Menschen bertragbar sind. Fr das Modell einer solchen Therapie wurde Acitretin verwendet, welches fr die medizinische Behandlung humaner Hautkrankheiten seit Jahrzehnten eingesetzt wird. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass Acitretin in humanen und murinen Neuroblastoma-Zellen die Menge an ADAM10 erhht, wodurch die -sekretorische APP-Prozessierung gesteigert wird. Zudem wurden Muse mit Acitretin oral, subcutan und intranasal behandelt, wobei jedoch weder eine Vernderung in der APP-Prozessierung noch der Blut-Hirn-Transport von Acitretin eindeutig belegt werden konnten. Dennoch erschliet die -Sekretase-erhhende Eigenschaft von Acitretin einen neuen Therapieansatz, zur Behandlung von Demenzformen vom Typ des Morbus Alzheimer.
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Pankreaskarzinome und maligne Melanome weisen eine hohe Resistenz gegenber Zytostatika und Bestrahlung in der Therapie auf. Die Behandlung eines metastasierenden Pankreaskarzinoms besteht aus einer Kombination aus 5-FU, CDDP und IR. Fr die Behandlung des malignen Melanoms ist das methylierende Agenz DTIC das Mittel erster Wahl. Das ebenfalls methylierende Agenz TMZ, welches jedoch in Deutschland noch nicht fr die Behandlung von malignen Melanomen zugelassen ist, erlangt immer grere Bedeutung. Die Ansprechrate der Tumore kann durch Kombination mit IFNs erhht werden. In der vorliegenden Arbeit wurde an Pankreaskarzinom- bzw. Melanomzelllinien untersucht, ob IFNs einen radio- bzw. chemosensibilisierender Effekt ausben und, wenn ja, welcher Mechanismus hierfr verantwortlich ist. Es wurden zehn Pankreaskarzinom-Zelllinien (Panc-1, Su8686, Capan-1, Capan-2, Bxpc-3, PA-TU 8988T, Aspc-1, HS 766T, Mia-PaCa-2 und PA-TU 8902) untersucht. Diese zeigten eine hohe Variabilitt in ihrer intrinsischen Radiosensitivitt sowie in ihrer Sensitivitt gegenber IFN-alpha und IFN-beta. IFN-beta erwies sich als toxischer im Vergleich zu IFN-alpha. Die radiosensibilisierende Wirkung der IFNs an Pankreaskarzinom-Zelllinien war moderat, wobei IFN-beta im Vergleich zu IFN-alpha effektiver war. Der radiosensibilisierende Effekt ging mit einer deutlichen Erhhung der alpha-Komponente, der berlebenskurven einher und kam durch eine IFN-beta vermittelte Verstrkung der IR-induzierten Apoptoserate zustande. Dies wurde sowohl durch SubG1 als auch durch Annexin V / PI Messungen gezeigt. Einen Einfluss von IFN-beta auf den Zellzyklus und die DSB-Reparatur konnte durch funktionelle Untersuchungen sowie durch PCR bzw. Western-Blot-Analysen als Grund fr den sensibilisierdenen Effekt ausgeschlossen werden. Ein sensibilisierender Effekt von IFN-beta auf die durch TMZ-induzierte Zytotoxizitt war fr die Pankreaskarzinom-Zelllinien weder in MGMT-profizientem noch depletiertem Zustand zu beobachten. Zur Untersuchung der sensibilisierenden Eigenschaften von IFNs gegenber TMZ in malignen Melanomzelllinien wurden p53-Wildtyp (D05 und A375) und mutierte Zelllinien (D14 und RPMI 7951) untersucht. Gegenber alleiniger TMZ-Behandlung reagierten die untersuchten p53-Wildtyp Melanomzelllinien nicht sensitiver auf eine Behandlung mit TMZ als p53-mutierte Zelllinien. Der Nachweis des Spaltprodukts der Caspase-9 lieferte einen Hinweis darauf, dass in den Melanomzelllinien unabhngig vom p53-Status nach alleiniger TMZ-Behandlung der mitochondriale Apoptoseweg aktiviert wird. Durch eine Vorbehandlung der Zellen mit IFN-alpha oder IFN-beta konnte die TMZ-induzierte Apoptoserate in malignen Melanomzellen deutlich gesteigert werden. In p53-Wildtyp Melanomzellen war der chemosensibilisierende Effekt der IFNs besonders ausgeprgt. IFN-beta erwies sich hierbei als effektiver, weshalb es fr die folgenden Versuche verwendet wurde. Durch stabile Transfektion der Zelllinie D05 mit MGMT konnte das durch TMZ-induzierte Addukt O6MeG als fr den sensibilisieredenen Effekt ausschlaggebende DNA-Schdigung charakterisiert werden. Western-Blot-Analysen und gamma-H2AX-Immunfluoreszenz Untersuchungen konnten einen Einfluss von IFN-beta auf die Prozessierung der Lsion O6MeG sowie einen Einfluss von IFN-beta auf die Induktion und Reparatur von TMZ verursachten DSBs ausschlieen. Durch Experimente mit einem Fas-aktivierenden Antikrper und durch eine stabile Transfektion der Zelllinien D05 und A375 mit DN-FADD konnte gezeigt werden, dass p53-Wildtyp Melanomzellen nicht oder nur eingeschrnkt in der Lage sind, nach TMZ-Behandlung ber den Fas-Rezeptor Signalweg Apoptose zu induzieren. Ausschlaggebend hierfr ist die geringe Pro-Caspase-8 Expression dieser Zelllinien. Eine IFN-beta Vorbehandlung bewirkte eine Reaktivierung des Fas-Rezeptor Signalweges, was mit einer verstrkten Expression der Pro-Caspase-8 einherging. Durch Experimente mit Caspase-8 siRNA konnte diese IFN-beta induzierte Verstrkung der Pro-Caspase-8 Expression als entscheidender Faktor fr den sensibilisierenden Effekt ausgemacht werden. Zum ersten Mal konnte damit in dieser Arbeit gezeigt werden, dass p53-Wildtyp Melanomzellen durch eine IFN-beta vermittelte Hochregulation der Pro-Caspase-8 ihre Fhigkeit wiedererlangen, nach TMZ-Behandlung ber den Fas-Rezeptor Signalweg Apoptose auszulsen. Diese Arbeiten weisen einen Weg, auf welchem die hohe Resistenz von malignen Melanomzellen, welche zu 80 % das nicht mutierte p53 Gen beherbergen, ber eine IFN-beta induzierte Reaktivierung der Fas-Rezeptor vermittelten Apoptosekaskade berwunden werden kann.
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Die Modifizierung von dendritischen Zellen (DCs) in vitro erfolgt meist durch eine Behandlung mit Mediatoren, die den Aktivierungszustand sowie die T-Zell-polarisierenden DC-Eigenschaften verndern. In dieser Doktorarbeit sollten zunchst mediatorinduzierte tolerogene Schlsselmolekle identifiziert werden. Als Modell wurden murine Knochenmarkszellen unter DC-differenzierenden Bedingungen mit dem Glucocorticoid Dexamethason (DEX) behandelt. Die generierten DEX-APCs (antigenprsentierende Zellen) zeigten einen protolerogenen, weitgehend maturierungsresistenten Phnotyp und eine gesteigerte Expression toleranzassoziierter Molekle. DEX-APCs induzierten in vitro aus CD25+ depletierten allogenen T-Zellen de novo CD4+ und CD8+ regulatorische T-Zellen (Tregs). Basierend auf diesen Ergebnissen und Literaturstudien wurden protolerogene Molekle fr eine berexpression in DCs selektiert. Da DCs non-viral kaum transfizierbar sind, wurde die lentivirale Transduktion von DCs optimiert, wodurch Effizienzen bis zu 95% erreicht werden konnten. Der mit der Transduktion assoziierte physikalische Stress resultierte in einer partiellen DC-Aktivierung. Trotzdessen zeigten DCs, die die Zytokine IL-10 oder IL-21 berexprimierten, einen protolerogenen Phnotyp und induzierten in vitro Tregs. Beide DC-Populationen reduzierten im therapeutischen Ansatz im murinen Krankheitsmodell der Kontaktallergie haptenspezifisch die Ohrschwellungsreaktion. Auch DCs, die andere Zytokine, intrazellulre Proteine oder Oberflchenrezeptoren mit protolerogenen Eigenschaften berexprimierten, wiesen eine jeweils spezifische Genexpressionssignatur auf. Diese DC-Populationen waren zumeist durch eine verminderte allogene T-Zell-Aktivierungskapazitt gekennzeichnet und vernderten die Th1-/Th2-Zytokinmuster in kokultivierten T-Zellen.
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Die vorliegende Dissertation beinhaltet Untersuchungen zur Expression und Funktion der respiratorischen Proteine Neuroglobin (Nbg) und Cytoglobin (Cygb) in Vertebraten. rnrnUm die Expression der Globine whrend der Entwicklung des Sugerhirns zu untersuchen, wurden die Hirne von Maus-Embryonen ab dem Ftalstadium MF10 bis zum Tag eins nach der Geburt (T1) mit Adulttieren verglichen. Quantifiziert wurde sowohl die mRNA- als auch die Protein-Expression. Beide Globine zeigten im Verlauf der Entwicklung einen stetigen Anstieg der mRNA-Expression, wobei Ngb zu Beginn in zehnfach hherer Konzentration vorlag und im zeitlichen Verlauf einen 130-fachen Anstieg zeigte. Cygb zeigte lediglich einen 16-fachen Anstieg bis zum Adultstadium. Auf Proteinebene konnte die Expressionszunahme beider Globine im Laufe der Entwicklung besttigt werden. Weder in den hypoxieresistenten Frhembryonalstadien noch whrend der mit Sauerstoff-Stress verbundenen Geburt zeigte sich ein Expressionsmaximum. Dies spricht gegen eine Globin-Funktion in der Oxidanz-Abwehr. Eher ist zumindest Ngb mit der Reifung der Neurone und dem damit einhergehenden, gesteigerten oxidativen Stoffwechsel assoziiert.rnrnDes Weiteren sollte die zellulre und intrazellulre Lokalisation beider Globine anhand einer primren Zellkultur aus dem Hippocampus prnataler Ratten und in immortalen Zelllinien untersucht werden. Neuroglobin wurde dabei nur in Neuronen, nicht jedoch in Gliazellen nachgewiesen. Das Frbemuster war in allen Ngb-exprimierenden Zellen zytoplasmatisch. Cytoglobin wurde in der Primrkultur in den Neuronen jedoch ebenso in den mit anti-GFAP markierten Gliazellen beobachtet. In beiden Zellpopulationen war auch der Kern durch das CyGB-Antiserum markiert. rnEine genauere Untersuchung der intrazellulren Lokalisation sollte durch die Transfektion von Globin-pEGFP-Fusionsproteinen erfolgen. Nach Transfektion der Fusionskonstrukte wurde die GFP-Frbung bei beiden Globinen sowohl im Zytoplasma als auch im Kern beobachtet. Eine rein nuklere Lokalisation, die insbesondere fr Cygb von anderen Autoren postuliert wurde, konnte somit ausgeschlossen werden. rnrnIn primren Zellkulturen aus Cerebellum und Kortex, die mit Hilfe von Paraquat oxidativem Stress ausgesetzt wurden, wurde der Verlauf der Globin-mRNA-Expression mit dem unregulierten 18s rRNA-Referenzgen und mit den Antioxidanz-Enzymen Cu-Zn-SOD und Gpx verglichen. Neuroglobin zeigte einen Expressionsverlauf hnlich dem der beiden Antioxidanz-Enzyme, jedoch liegt seine mRNA im Hirngewebe in hundertfach niedrigerer Menge als Cu-Zn-SOD und Gpx vor. Cytoglobin zeigte keine Vernderung der Expression. Eine Funktion der Globine im Sinne einer ROS-Abwehr kann aus den Befunden nicht abgeleitet werden. rnrnUntersuchungen von Tumor und Normalgewebe mittels eines cDNA-Cancer-Arrays zeigten, dass NGB in Tumoren verschiedenen Ursprungs nicht exprimiert wird, CyGB dagegen keine nderung seiner Expression in Tumor versus Normalgewebe erfhrt. Eine Induktion der beiden Globine z.B. durch Hypoxie in soliden Tumoren kann daher ausgeschlossen werden.rn
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Lobiettivo della tesi studiare il virus HIV-1 in relazione alle alterazioni sistemiche, riscontrate nel paziente HIV-infetto, in particolare alterazioni a carico del sistema scheletrico, indotte dal virus o dallazione dei farmaci utilizzati nella terapia antiretrovirale (HAART). Lincidenza dellosteoporosi nei pazienti HIV-positivi drammaticamente elevata rispetto alla popolazione sana. Studi clinici hanno evidenziato come alcuni farmaci, ad esempio inibitori della proteasi virale, portino alla compromissione dellomeostasi ossea, con aumento del rischio fratturativo. Il nostro studio prevede un follow-up di 12 mesi dallinizio della HAART in una coorte di pazienti nave, monitorando diversi markers ossei. I risultati ottenuti mostrano un incremento dei markers metabolici del turnover osseo, confermando limpatto della HAART sullomeostasi ossea. Successivamente abbiamo focalizzato la nostra attenzione sugli osteoblasti, il citotipo che regola la sintesi di nuova matrice ossea. Gli esperimenti condotti sulla linea HOBIT mettono in evidenza come il trattamento, in particolare con inibitori della proteasi, porti ad apoptosi nel caso in cui vi sia una concentrazione di farmaco maggiore di quella fisiologica. Tuttavia, anche concentrazioni fisiologiche di farmaci possono regolare negativamente alcuni marker ossei, come ALP e osteocalcina. Infine esiste la problematica delleradicazione di HIV-1 dai reservoirs virali. La HAART riesce a controllare i livelli viremici, ciononostante diversi studi propongono alcuni citotipi come potenziali reservoir di infezione, vanificando leffetto della terapia. Abbiamo, perci, sviluppato un nuovo approccio molecolare alleradicazione: sfruttare lenzima virale integrasi per riconoscere in modo selettivo le sequenze LTR virali per colpire il virus integrato. Fondendo integrasi e lendonucleasi FokI, abbiamo generato diversi cloni. Questi sono stati transfettati stabilmente in cellule Jurkat, suscettibili allinfezione. Una volta infettate, abbiamo ottenuto una significativa riduzione dei markers di infezione. Successivamente la transfezione nella linea linfoblastica 8E5/LAV, che porta integrata nel genoma una copia di HIV, ha dato risultati molto incoraggianti, come la forte riduzione del DNA virale integrato.
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Die kumulative Habil.Schrift grndet sich auf 6 Originalpublikationen, die beschreiben: [Sass, H. (1982), Cell 28: 269278]. RNA polymerase B in polytene chromosomes: Immunofluorescent and autoradiographic analysis during stimulated and repressed RNA synthesis. Elektronenmikroskopie charakterisierte das C. tentans Balbianiring BR2Gen von Speicheldrsenchromosomen als hoch aktives 56 m langes singlecopy Gen, das 33/m RNAPolymerasen B (Pol II) transkribieren (Diss., Sass, H., 1978, Univ. Tbingen). Diese Immunfluoreszenzstudie ortet Pol II in allen Interbanden von Region IV3B103B5 des nichtinduzierten BR2. Prominente Fluoreszenz im BR2Genort 3B9/10 zeigt, das BR2Gen ist praktiv, wie erwartet. 3HAutoradiogramme beweisen, in allen fluoreszierenden BR2, BR1, BR3, Puffs, aufgelockerten Banden, Interbanden und Loci ohne Puffing, synthetisiert Pol II RNA. Die genomweite stndige Pol IIPrsenz zeigt, dass, wie beim nichtinduzierten BR2Gen, bereits schon gebundene Pol II wohl auch andere Gene praktiviert. So erfolgt die Regulation der Transkription mehr ber die transkriptionelle Elongation. Auch durch Amanitin, oder Actinomycin D, oder Hitzeschock in vivo kollabierte BR2, BR1, BR3 besitzen Pol II. [Sass, H. (1984), Chromosoma 90: 2025]. Gene identification in polytene chromosomes: some Balbiani ring 2 gene sequences are located in an interbandlike region of Chironomus tentans. Immunfluoreszenz und 3HAutoradiographie zeigen, dass Injektionen von DRB in Larven die Balbianiringe (BR) sowie andere Puffs und deren Pol IIKonzentration dramatisch reduzieren. Trotzdem zeigen 3HUridin markierte Speicheldrsenchromosomen, dass RNASynthese doch in nichtinduzierten BR2, BR1, BR3 erfolgt, aber nur auf reduziertem Level. Das widerspricht der von Egyhzi E. (1975, PNAS 73:947950) propagierten Inhibition of Balbiani ring RNA synthesis at the initiation level durch DRB. Vielmehr sieht es so aus, DRB wirkt bei der transkriptionellen Elongation inhibierend. Durch in situHybridisierung von Sequenzen klonierter BR2DNA wurde in Speicheldrsenchromosom IV das BR2Gen in Region 3B9/10 direkt identifiziert. [Sass, H. and Pederson, T. (1984), J. Mol. Biol. 180: 911926]. Transcriptiondependent localization of U1 and U2 small nuclear ribonucleoproteins at major sites of gene activity in polytene chromosomes. Immunolokalisation von Sm, U1 und U2snRNPspezifischen Antigenen in Speicheldrsenchromosomen von C. tentans hat zur Entdeckung der beim Spleien von prmRNA beteiligten U1/U2snRNPs in Balbianiringen BR2, BR1, BR3 sowie anderen Puffs und aufgelockerten Banden gefhrt. Die berraschenden BRDaten zeigen erstmals: (i) Der SpleiApparat ist in Genloci mit intensiver RNASynthese schon vorhanden. (ii) Immunfluoreszenz reflektiert den ExonIntronBau dieser BRGene. (iii) Transkription und spleiosomales Ausschneiden von Introns sind koordiniert. [Sass, H. (1989), Nucleic Acids Research 17: 10508]. Hsp82neo transposition vectors to study insertional mutagenesis in Drosophila melanogaster and tissue culture cells; [Sass, H. (1990), Gene 89: 179186]. Ptransposable vectors expressing a constitutive and thermoinducible hsp82neo fusion gene for Drosophila germline transformation and tissueculture transfection. Beschrieben sind Design, Konstruktion und Expression der Genfusion hsp82neo als ein in vivo selektierbares Reporter/Markergen, die Transposons P{hsp82neo/Adh} sowie P{hsp82neo} und TransformationsVektoren pHS22, pHS24, pHS85, pHS103 und pHS104. Sie stellen das von der Fliege gebildete Enzym bakteriellen Ursprungs, NeomycinPhosphotransferase II, fr die G418Selektion bereit, um die Position, Struktur, Expression und Funktion von Genen mittels hsp82neoMutagenese zu erforschen. [Sass, H. and Meselson, M. (1991), Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 67956799]. Dosage compensation of the Drosophila pseudoobscura Hsp82 gene and the D. melanogaster Adh gene at ectopic sites in D. melanogaster. Quantitative Unterschiede in der Dosiskompensation des Xchromosomalen hsp82Gens von D. pseudoobscura und autosomalen AdhGens von D. melanogaster wurden als Erhhung der RNAMenge in D. melanogaster gemessen. Beide Transgene sind dosiskompensiert, sprang P{hsp82 neo/Adh} in euchromatische Regionen des D. melanogaster XChromosoms. Beide Transgene sind nicht dosiskompensiert, insertierte P{hsp82neo/Adh} ins Heterochromatin in Region 20 an der Basis des X. Keine der zehn autosomalen Insertionen ist dosiskompensiert. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass Xchromosomale regulatorische Sequenzen, die fr die Verstrkung der Genaktivitt um Faktor 2 in Mnnchen verantwortlich sind, gehuft im X vorkommen, jedoch im Heterochromatin und den Autosomen fehlen. Das Kompensationsverhalten der transponierten Gene wird durch das neue chromosomale Milieu des Insertionsortes bestimmt.
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Triple negative breast cancer (TNBC) is a very aggressive tumor subtype characterized by the lack of expression of estrogen receptor 1 (ESR1), due in the most of cases to an increased expression of DNA methyltransferases (DNMTs) and hypermethylation in CpG islands, resulting in gene silencing. Furthermore, in ESR1- negative breast cancers, androgen receptor (AR) is highly expressed and some studies suggest that it can drive tumor progression and might represent a therapeutic target. A correlation between microRNAs, small non-coding RNAs that regulate gene expression, and DNMTs was investigated in a TNBC cell line to restore a normal methylation pattern of ESR1, leading to its re-expression and conferring again sensitivity to selective estrogen receptor modulators (SERMs). miR-148A and miR-29B were found to be involved in the reduction of the expression of DNMT1 and DNMT3A and in a slight increase of ESR1 expression, but not at protein level. Then, we found a down-regulation of AR by miRs-7, -9, -27a, -27b, -29a, -29b, -29c, -127-3p, -127-5p and -376 at 48h post transfection and an up-regulation by miR-15a and miR-16 at every time considered. We concomitantly investigated a possible increase of Tamoxifen, Herceptin and Metformin sensitivity after AR silencing in MDA-MB 453 and T-47D cell lines. Cells seemed more sensitive when silenced for AR only in MDA-MB-453 at 24h post Tamoxifen treatment. Studies on Metformin have basically confirmed an increase of drug sensitivity due to AR silencing in both cell lines. Analysis of Herceptin showed how MDA-MB 453 samples silenced for AR have a slight decrease in the percentage of proliferating cells, demonstrating a possible increase in the response to treatment. These preliminary data provide the basis for further study of the modulation of the expression of AR by microRNAs and it will be interesting to understand the molecular mechanisms underlying these interactions.
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Polykationen bilden mit DNA spontan Komplexe. Triebkraft ist der Entropiegewinn durch Freisetzung der Gegenionen auf den Polyelektrolyten. Solche Komplexe knnen in der Gentechnik verwendet werden, um fremde DNA in eine Zelle einzuschleusen. Dies bezeichnet man als Gentransfektion. In dieser Arbeit werden erstmals brstenfrmige Polykationen mit wurmfrmiger Topologie zur Gentransfektion verwendet. Dazu wurde die Komplexierung von DNA mit Brstenpolymeren mit Poly-L-Lysin- und Polyvinylpyridinium-Seitenketten und linearen Polykationen untersucht. Die Komplexbildung verluft in allen Fllen kinetisch kontrolliert, alle Polykationen bilden sphrische Komplexe, die Topologie hat keinen Einfluss auf die Komplexgre. Komplexe aus Brstenpolymeren transfizieren mehr als 25% der gesamten Zellpopulation bei Schweinehirnendothelzellen. Gegenber dem kommerziellen Transfektionsmittel Lipofektamin konnte eine deutliche Steigerung um bis zu 400% erreicht werden. Komplexe, die mit linearen Analoga gebildet wurden, zeigten bei gleicher Komplexgre Transfektionsraten unter 5%. Freisetzungsversuche zeigen, dass die Komplexe, die gut transfizieren, recht labil sind, also die DNA unter Kompetitoreinfluss freisetzen knnen. Stabile Komplexe haben geringe Transfektionseffizienzen. Ebenso wichtig ist der Schutz der DNA vor Abbau durch DNase. Die PVP-Brste bietet als einziges der untersuchten Polykationen diesen Schutz und zeigt auch die besten Transfektionsraten. Zustzlich zu der medizinischen Anwendung wurde die Kinetik der Komplexbildung untersucht. Dazu wurde ein spezieller Aufbau entwickelt, der es ermglicht die Streuintensitt der Komplexlsung bei kleinen Streuwinkeln zeitaufgelst im Millisekundenbereich zu detektieren. Die Komplexbildung verluft diffusionskontrolliert, im Bereich von Ladungsverhltnissen (positive zu negativen Ladungen) von 1.8 bis 4.0 schliet sich ein fraktales Wachstum an.
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Unterschiedlich substituierte Reagenzien, basierend auf dem Cumarin Krper, wurden untersucht und Struktur-Funktions-Beziehungsstudien zeigten eine Selektivitt fr ein natrlich vorkommendes, modifiziertes Nukleosid, 4-Thiouridine (s4U). Im Verlauf dieser Experimente, fiel ein multifunktionales Cumarin, namens PBC, aus mehreren Grnden auf. Neben seiner 2000 fachen Selektivitt fr s4U gegenber Uridin, besitzt PBC ein zustzliches terminales Alkin fr Konjugationsreaktionen mit Aziden. Es wurde zustzlich zur Fluoreszenzmarkierung von small interfering RNA benutzt, deren Fluoreszenz in Zellen beobachtet werden konnte. Mit PBC kommt ein neues chemisches Reagenz zur Detektion von modifizierten Nukleosiden zum bereits vorhandenen Repertoire hinzu.rnDiese Arbeit zeigt zustzlich eine neue Labelingstrategie, basierend auf einem kleinen, multifunktionalen chemischen Reagenz, welches spezifisch mit Uridinen in RNA reagiert. Dieses Cumarin-basierte Reagenz, namens N3BC, hat den Vorteil (I) post-transkriptionell gegenber allen mglichen RNAs einsetzbar zu sein, (II) Fluoreszenz zu zeigen und (III) eine weitere funktionelle Gruppe zu besitzen, die in Biokonjugationsreaktionen einsetzbar ist. Die letzteren umfassen z.B. die durch UV ausgelsten crosslinking Experimente mit verwandten Proteinen, sowie die bioorthognale CuAAC Reaktion mit fluoreszenten Alkin-Farbstoffen.rnFr verlssliche Detektion wurden mehrere LC-MS/MS Methoden, zur Identifizierung und Quantifizierung von bis zu 21 Ribonukleosiden und 5 Deoxyribonukleosiden in einem Einzellauf, entwickelt. Zustzlich wurden diese Methoden in mehreren Studien, hauptschlich von Methyltransferasen, angewandt. rn
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Derzeit stellt die allergenspezifische Immuntherapie die einzige nicht allein antisymptomatische Behandlungsform zur langfristigen Therapie von Typ I-Allergien dar, welche grundlegende nderungen im immunologischen Geschehen induziert. Sie ist jedoch verbesserungswrdig in Bezug auf Behandlungsdauer, Erfolgschancen und Nebenwirkungen. Daher wurde in dieser Arbeit eine Strategie zur Therapie von Typ I-Allergien entwickelt und evaluiert, welche auf der Inhibition allergenspezifischer T-Zellen durch Dendritische Zellen (DC), die selektiv nach DNA-Immunisierung sowohl das relevante Allergen als auch Indolamin 2,3-dioxygenase (IDO) konstitutiv produzieren, basiert. IDO ist ein Enzym aus dem Tryptophan-Stoffwechsel, dessen Produktion durch DC einen lokalen immunsuppressiven Mechanismus induziert und in verschiedenen Situationen mit der Induktion peripherer Toleranz assoziiert ist. Zunchst wurden Plasmide hergestellt, die entweder IDO alleine oder IDO zusammen mit dem Antigen unter der Kontrolle des ubiquitr aktiven CMV- bzw. des DC-spezifischen Fascin-Promotors kodieren. Die berprfung der IDO-Expression durch die monocistronischen Plasmide anhand von Transfektionsexperimenten in vitro ergab, dass die IDO-Expression unter der Kontrolle des CMV-Promotors sehr viel strker ausfiel als unter der Kontrolle des Fascin-Promotors. Nach Transfektion mit den bicistronischen Vektoren, in denen die Transgene fr das Antigen und IDO durch eine IRES-Sequenz verbunden waren, war die IDO-Expression jedoch insgesamt sehr schwach. Im Rahmen der berprfung der Funktionalitt der IDO-Expressionplasmide in vivo unter Verwendung der Genpistole wurden daher lediglich Plasmide getestet, die alleine IDO unter der Kontrolle des CMV-Promotors bzw. des Fascin-Promotors kodieren. Auch in vivo wurde eine strkere IDO-Expression nach biolistischer Transfektion mit solchen Vektoren beobachtet, in denen der CMV-Promotor zur Expressionskontrolle verwendet wurde. Die Analyse des Einflusses einer Koexpression von IDO auf die durch biolistische Immunisierung mit einem antigenkodierenden Vektor induzierte systemische Immunantwort offenbarte einen inhibitorischer Effekt fr den Fall, dass die Antigenproduktion mittels des Fascin-Promotors auf DC fokussiert war und die Expression des koapplizierten IDO-Transgens unter der Kontrolle des CMV-Promotors stand. In diesem Fall wurde eine Reduktion der antigenspezifischen IgG1- und IgG2a-Produktion, eine verringerte Sekretion von IFN-y durch restimulierte Milz- und Lymphknotenzellen sowie eine Reduktion der Zahl antigenspezifischer CD8+ Effektor-T-Zellen nachgewiesen. Im Mausmodell der IgE-vermittelten Typ I-Allergie wurde weiterhin gezeigt, dass nach prophylaktischer biolistischer Vakzinierung unter Verwendung dieser Vektorkombination eine Inhibition der durch die Vakzinierung bedingten antigenspezifischen Th1-Immunantwort ausgelst wurde. Die Suppression der Th2-Antwort, welche durch Transfektion mit dem Antigenkodierenden Vektor unter Kontrolle des Fascin-Promotors bewirkt wurde, wurde durch Kotransfektion mit den IDO-kodierenden Vektoren aufrecht erhalten.
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Die Forschung im Bereich der Drug Delivery-Systeme konzentriert sich auf biokompatible und wenig immunogene Trgermolekle. Eine Klasse vielversprechender Trgersysteme stellen Peptid basierte Polymere dar, die neben einer hohen Biokompatibilitt auch eine Sensitivitt gegenber externen Einflssen aufweisen. Der zwitterionische Charakter von Aminosuren und Peptiden verhindert die Adsorption von Serumproteinen und ein antifouling Verhalten kann festgestellt werden, sodass diese Molekle fr den Einsatz als Wirkstofftrgersystem sehr geeignet scheinen. In Kombination mit einer brstenartigen Struktur entstehen Systeme mit einer einzigartigen Peptidarchitektur, die sich durch eine hohe Dichte funktioneller Gruppen fr Konjugationsreaktionen auszeichnen und deren formabhngige Zellaufnahme sie besonders attraktiv fr die Anwendung als Nanocarrier macht.rnrnDas zwitterionische Poly-(-N-Methacryloyl-L-Lysin) (Mw = 721,000 gmol 1) wurde durch freie radikalische Polymerisation dargestellt und seine Konformation in Abhngigkeit von Ionenstrke und pH-Wert untersucht. Die Biokompatibilitt des Systems konnte durch Toxizittstests und dynamische Lichtstreuung in humanem Blutserum nachgewiesen werden. Zusammen mit der vernachlssigbaren unspezifischen Aufnahme in dendritische Zellen aus Knochenmark erfllt das System damit alle Bedingungen, die an ein polymeres Wirkstofftrgersystem gestellt werden. Darber hinaus knnen Komplexe des Polymers mit DNA in Gegenwart von divalenten Metallionen fr die Gentransfektion verwendet werden.rnrnDurch Kopplung von -N-Methacryloyl-L-Lysin mit der Elastin-hnlichen Polypeptid Pentasequenz Valin-Prolin-Glycin-Glycin-Glycin konnte ein Hexapeptid-Makromonomer dargestellt werden, welches anschlieend mittels grafting through Polymerisation zur Polymerbrste umgesetzt wurde. Die wurmartige Struktur der Polymerbrsten wurde in AFM-Aufnahmen gezeigt und eine hohe Kettensteifigkeit der Polymerbrsten ber dynamische und statische Lichtstreuung nachgewiesen. Zirkulardichroismus-Messungen lieferten Informationen ber struktur-, salz- und temperaturabhngige Vernderungen der Konformation. Toxizittstests und dynamische Lichtstreuung in humanem Blutserum besttigten die erwartete Biokompatibilitt.rnrnBasierend auf zwei Elastin-hnlichen Polypeptiden mit hnlicher Peptidsequenz wurden insgesamt vier unterschiedliche Makromonomere mit jeweils 20 Pentapeptid-Wiederholungseinheiten dargestellt. ber anschlieende grafting through Polymerisation entstanden molekulare Brstenmolekle mit variierenden externen funktionellen Gruppen, die fr zuknftige Konjugationsreaktionen verwendet werden knnen. Der Einfluss von Ionenstrke und Temperatur auf die Konformation der Makromonomere und Polymere wurde mittels Zirkulardichroismus- und Trbungskurven-Messungen untersucht und ein starker Einfluss der hohen Seitenkettendichte auf das Verhalten der Polymerbrsten wurde festgestellt. ber dynamische Lichtstreuung konnte ein von den externen funktionellen Gruppen abhngiges Aggregationsverhalten in humanem Blutserum nachgewiesen werden.rnrnDie in dieser Arbeit synthetisierten Polymerbrsten mit peptidischen Seitenketten stellen damit biokompatible und vielversprechende Trgersysteme fr die Konjugation mit Biomoleklen dar, die zuknftig als Drug Delivery-Systeme ihren Einsatz finden knnen.rn