@phdthesis{Reiser2023,
  author    = {Reiser, Pia},
  title     = {Das Adverse Outcome Pathway (AOP) - Konzept als Grundlage f{\"u}r die Entwicklung mechanistischer tierversuchsfreier Ans{\"a}tze: Eine Fallstudie {\"u}ber Nephrotoxizit{\"a}t initiiert durch rezeptorvermittelte Endozytose und lysosomalen Overload},
  doi       = {10.25972/OPUS-31804},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-318046},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Zur Verbesserung der Pr{\"u}fung und Risikobewertung der zunehmenden Menge von Chemikalien und Arzneimitteln, gilt es neue Alternativen in Form von in vitro Pr{\"u}fmethoden mit mechanistisch relevanten Endpunkten zu finden. Einen solchen Rahmen bietet das konzeptionelle Konstrukt des Adverse Outcome Pathway (AOP)- Konzepts. Es erzeugt auf der Basis bestehenden Wissens einen mechanistischen und kausalen Zusammenhang mit Hilfe von mehreren Schl{\"u}sselereignissen (Key Event [KE]) zwischen einem initierenden molekularen Ereignis (Molecular Initiating Event [MIE]) und einem adversen Effekt (Adverse Outcome [AO]) auf biologischer Ebene. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der AOP „Rezeptorvermittelte Endozytose und lysosomaler Overload f{\"u}hren zu Nephrotoxizit{\"a}t" am Zellkulturmodell proximaler Nierentubuluszellen weiterentwickelt. Es wurden in vitro Assays f{\"u}r die Zelllinien RPTEC/TERT1 (Mensch) und NRK-52 E (Ratte) f{\"u}r jedes KE etabliert. In dem AOP wird die Initiierung der Sch{\"a}digung des Nierengewebes durch rezeptorvermittelte Endozytose der Substanzen (MIE) mit folgendem lysosomalem Overload (KE 1) und der lysosomalen Membranruptur (KE 2) beschrieben. Es kommt zur Zellsch{\"a}digung (KE 3) und endet mit einem Schaden auf Organebene (AO). F{\"u}r KE 1 erfolgte die Visualisierung des lysosomal-assoziierten Membranproteins (lysosomal-associated Membranprotein [LAMP]) und in KE 2 die Darstellung der Protease Cathepsin D (CTSD) mittels Immunfluoreszenz. F{\"u}r KE 3 wurden spezifische Toxizit{\"a}tsdaten der Testsubstanzen mit dem CellTiter-Glo® Lumineszenz-Zellviabilit{\"a}tstest generiert. Gew{\"a}hlte Stressoren f{\"u}r den AOP war die Gruppe der Polymyxin-Antibiotika (Polymyxin B, Colistin, Polymyxin B Nonapeptid), das Aminoglykosid Gentamicin, das Glykopeptid Vancomycin sowie Cadmiumchlorid. In Zusammenschau der Ergebnisse der drei KEs war die Rangfolge der Auswirkungen der drei Polymyxin-Derivate {\"u}ber alle KEs konsistent. Polymyxin B erwies sich als aktivste Substanz, w{\"a}hrend Polymyxin B Nonapeptid die geringsten Auswirkungen zeigte. Als Ausblick in weiterf{\"u}hrenden Analysen der Arbeitsgruppe konnten bei Cadmiumchlorid trotz einer signifikanten Zytotoxizit{\"a}t (KE 3) nur geringe Auswirkungen in der LAMPExpression (KE 1) aufgezeigt werden. Des Weiteren erfolgte die Erstellung von Response-Response-Analysen, um mittels vorgeschalteter Schl{\"u}sselereignisse nachfolgende Effekte vorhersagen zu k{\"o}nnen. Projektpartner der Universit{\"a}t Utrecht entwickelten dar{\"u}ber hinaus eine quantitative in vitro in vivo Extrapolation (QIVIVE) mittels eines physiologisch basierten pharmakokinetischen (PBPK) Modells.},
  subject      = {Nephrotoxizit{\"a}t},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Reinsberg2023,
  author    = {Reinsberg, Friederike Anna Christine},
  title     = {Die Bedeutung des gp130-Internalisierungmotivs f{\"u}r IL-6-vermittelte Signale und das Antigenpr{\"a}sentationspotential muriner Knochenmarksmakrophagen},
  doi       = {10.25972/OPUS-27705},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-277052},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Interleukin 6 (IL-6) bewirkt als Entz{\"u}ndungsmediator eine autokrine Makrophagen (MΦ) -Stimulation. Zur Verhinderung pathologischer Entz{\"u}ndungsaktivit{\"a}t sind IL-6-Signale stark reguliert, unter anderem durch die Dileucin-vermittelte Endozytose des Signaltransduktors gp130. Klassisches IL-6-Signaling ist abh{\"a}ngig von der Expression von IL-6Rα und gp130 auf der Zelloberfl{\"a}che, w{\"a}hrend IL-6-trans-Signaling durch l{\"o}slichen IL-6Rα nur von der gp130-Expression abh{\"a}ngt. Die Bedeutung des Dileucin-Internalisierungsmotivs f{\"u}r IL-6-vermittelte Signale in MΦ ist jedoch unklar. Ziel der vorliegenden Arbeit war eine Charakterisierung muriner GM-CSF- und M-CSF-ausgereifter Knochenmarks (KM) -MΦ hinsichtlich der Relevanz des gp130-Internalisierungsmotivs f{\"u}r IL-6-vermittelte-Signale. Hierzu wurde die gp130LLAA-Mauslinie als knock in-Modell zur Suppression der gp130-Endozytose verwendet. KM-MΦ entwickeln durch die Ausreifung mittels GM-CSF oder M-CSF einen distinkten Ph{\"a}notyp: M-CSF-ausgereifte KM-MΦ exprimieren mehr gp130 und IL-6Rα auf der Zelloberfl{\"a}che als GM-CSF-ausgereifte KM-MΦ. Dies limitiert sowohl klassisches als auch IL-6-trans-Signaling in GM-CSF-ausgereiften KM-MΦ: IL-6 induziert in diesen eine geringere STAT1-Aktivierung, das IL-6/IL-6Ra-Fusionsprotein hyper-IL-6 eine geringere STAT1- und STAT3-Aktivierung. KM-MΦ aus gp130LLAA-M{\"a}usen exprimieren mehr gp130 als KM-MΦ aus WT-M{\"a}usen bei {\"a}hnlichen Mengen IL-6Rα. Dabei ist die Rezeptorexpression auf gp130LLAA-KM-MΦ unabh{\"a}ngig vom Ausreifungsfaktor GM-CSF oder M-CSF. Durch die erh{\"o}hte gp130-Expression induziert IL-6-trans-Signaling in gp130LLAA-KM-MΦ eine st{\"a}rkere STAT1-Aktivierung als in WT-KM-MΦ, dies gilt insbesondere bei Ausreifung mit GM-CSF. Dagegen sind die STAT3-Aktivierung durch IL-6-trans-Signaling und die STAT1- und STAT3-Aktivierung durch klassisches IL-6-Signaling unabh{\"a}ngig von der Expression des Dileucin-Internalisierungsmotivs. Unklar bleibt, warum IL6-vermittelte Signale in GM-CSF-ausgereiften KM-MΦ st{\"a}rker durch Dileucin-abh{\"a}ngige gp130-Endozytose reguliert werden als in M-CSF-ausgereifte KM-MΦ. Weitere Untersuchungen sind n{\"o}tig.},
  subject      = {Makrophage},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dresselhaus2022,
  author    = {Dresselhaus, Lena Katharina},
  title     = {Die Rolle der gp130 Endozytose f{\"u}r die Hom{\"o}ostase der B- und T-Zellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-28902},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-289025},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {IL-6 spielt eine wichtige Rolle bei der Immunantwort, Entz{\"u}ndung und H{\"a}matopoese. Das Glykoprotein 130 (gp130) wird ubiquit{\"a}r exprimiert und bildet als Dimer die signaltransduzierende Rezeptoreinheit f{\"u}r das IL-6 Signal. Die biologische Wirkung des IL-6 ist abhängig von der Dauer und Stärke des induzierten Signals. Die gp130 Rezeptorexpression stellt einen bedeutenden Faktor zur Beeinflussung des IL-6 Signals dar. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchte gp130LLAA Maus weist eine Punktmutation im gp130 Rezeptor auf, bei der das Dileucin-Motiv (L874, L785) im zytoplasmatischen Bereich von gp130 zu Dialanin verändert wurde. F{\"u}r die Endozytose ist das intrazelluläre Dileucin-Motiv erforderlich, da das Adapterprotein AP-2 an dieses Motiv bindet und dadurch den Transport mittels Clathrin-umh{\"u}llter Vesikel beg{\"u}nstigt. Die beschriebene Punktmutation hat zur Folge, dass die veränderte Form von gp130 resistent gegen{\"u}ber der Liganden- und crosstalk-vermittelten Endozytose ist. Da IL-6 generell eine wichtige Rolle bei der Differenzierung hämatopoetischer Zellen spielt, so auch bei T- und B-Zellen, wurde der Einfluss der gp130LLAA Mutation auf die Homöostase dieser lymphoiden Zellen untersucht. F{\"u}r die Versuche wurden sowohl B- und T-Zellen und jeweilige Subpopulationen aus der Milz von WT Mäusen und gp130LLAA Mäusen untersucht.},
  subject      = {Endocytose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{HergovitsgebWalter2018,
  author    = {Hergovits [geb. Walter], Sabine},
  title     = {Relevanz der gp130 Endozytose bei der Maturierung und Differenzierung dendritischer Zellen sowie Charakterisierung des molekularen Mechanismus der OSM-vermittelten Induktion antiviraler Gene},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-150562},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Interleukin-6 (IL-6)-Typ Zytokine, allen voran IL-6 und Oncostatin M (OSM), besitzen pleiotrope Eigenschaften und spielen eine wichtige Rolle bei einer Vielzahl biologischer Prozesse. Als Akutphaseinduktoren sind IL-6 und OSM an der Initialisierung entz{\"u}ndlicher und immunologischer Prozesse beteiligt, k{\"o}nnen aber ebenso die Differenzierung und das Zellwachstum beeinflussen. Ihre biologische Wirkung vermitteln sie {\"u}ber die Bindung an einen multimeren Rezeptorkomplex. Dieser weist im Fall von IL-6 eine hexamere Struktur auf und besteht aus je zwei Molek{\"u}len des Glykoproteins 130 (gp130), des IL-6 α Rezeptors (IL-6R) und IL-6. Der Rezeptor von OSM hingegen ist ein Heterodimer und besteht aus gp130 und dem OSM Rezeptor (OSMR) oder aber aus gp130 und dem leukemia inhibitory factor (LIF) Rezeptor (LIFR). Die Zytokine der IL-6-Familie vermitteln die Induktion des Jak/STAT (Januskinase/signal transducer and activator of transcription), PI3K/Akt (Phosphoinositid-3-Kinasen/AKR thymoma oncogene homolog) und MAPK (mitogenaktivierte Proteinkinase) Signalwegs. Da eine unkontrollierte Aktivierung dieser Signalkaskaden jedoch zu chronisch entz{\"u}ndlichen Erkrankungen oder abnormen Zellwachstum f{\"u}hren kann, ist eine Regulation durch verschiedene R{\"u}ckkopplungsmechanismen essentiell. Neben der Rekrutierung inhibitorisch wirkender Proteine, wie den Mitgliedern der SOCS (suppressors of cytokine signaling) Familie und Tyrosinphosphatasen, gilt die Rezeptorinternalisierung als regulierender Mechanismus. Der erste Teil der vorliegenden Dissertation geht der Fragestellung nach, wie die Expression des IL-6-Rezeptors w{\"a}hrend der Differenzierung und Maturierung dendritischer Zellen (DZ) reguliert ist und welche Relevanz die gp130-Internalisierung bei diesen Entwicklungsprozessen spielt. DZ geh{\"o}ren zu den professionellen antigenpr{\"a}sentieren Zellen (APZ) und gelten als Bindeglied zwischen der angeborenen und adaptiven Immunantwort. Sie spielen insbesondere bei der Polarisation der T-Helferzellen (Th1, Th2, Th17, Treg) eine wichtige Rolle. DZ repr{\"a}sentieren eine heterogene Zellpopulation, die auf Basis ihrer Entstehung, ihres Vorkommens und/oder ihrer Funktionen in verschiedene Subtypen unterteilt werden und sich u.a. durch die Expression bestimmter Oberfl{\"a}chenmarker unterscheiden lassen. Es ist bekannt, dass DZ sowohl gp130 als auch den IL-6R auf ihrer Oberfl{\"a}che exprimieren, weshalb ihre Differenzierung und Maturierung durch IL-6 beeinflusst werden kann. Obwohl Studien der letzten Jahre bereits eindrucksvoll die Relevanz des IL-6-Signals f{\"u}r die DZ Entwicklung belegt haben, bleibt dessen Funktion f{\"u}r diese Prozesse bisher kontrovers diskutiert. Inwiefern eine ver{\"a}nderte Rezeptorexpression auf diesen Zellen Einfluss auf die biologische Wirkung von IL-6 nimmt, wurde bisher nicht untersucht und war daher Ziel der hier durchgef{\"u}hrten Experimente. Mit Hilfe GM-CSF-gereifter DZ aus murinem Knochenmark (KM-DZ) sowie steady state DZ aus peripheren lymphatischen Organen konnte gezeigt werden, dass die Expression von gp130 und IL-6R bereits w{\"a}hrend der DZ Differenzierung unterschiedlich reguliert ist. Konventionelle DZ (kDZ) aus Milz und Lymphknoten wiesen ein h{\"o}heres Expressionsniveau f{\"u}r den IL-6-Rezeptor auf als plasmazytoide DZ (pDZ). Es wurde nachgewiesen, dass die gp130 Expression im Verlauf der DZ Differenzierung stetig zunimmt, w{\"a}hrend nahezu keine Ver{\"a}nderung f{\"u}r die Expression des IL-6R festzustellen war. In weiteren Experimenten konnte dar{\"u}ber hinaus belegt werden, dass die Reifung der DZ, induziert durch Lipopolysaccharid (LPS), Tumornekrosefaktor-α (TNFα) oder Choleratoxin (Ctx), zu einer Cross-Regulation von gp130 f{\"u}hrt. Diese konnte im Fall von TNFα und Ctx auf eine vor{\"u}bergehende Internalisierung des Rezeptors in Folge der Aktivierung der Serin-/Threonin-Kinase MK2 (MAPK-aktivierte Proteinkinase 2) zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Untersuchungen von KM-DZ aus der gp130 knockin Mauslinie gp130LLAA, die sich durch eine Punktmutation des beschriebenen Endozytose-Motivs des Rezeptors auszeichnet, f{\"u}hrten zu dem Schluss, dass LPS gp130 {\"u}ber einen bisher noch nicht beschriebenen Mechanismus reguliert. Dieser vermittelt eine fr{\"u}he Clathrin-abh{\"a}ngige Internalisierung von gp130 und f{\"u}hrt schließlich zu einer langfristigen Inhibierung der gp130 Expression. Die Regulation der IL-6 Rezeptorexpression ist insofern von Bedeutung als dass vermutet werden kann, dass das IL-6/STAT3-Signal f{\"u}r die Aufrechterhaltung eines unreifen DZ Ph{\"a}notyps wichtig ist. Ferner kann vermutet werden, dass die Limitierung der Responsivit{\"a}t gegen{\"u}ber LIF (und vermutlich auch OSM) f{\"u}r die Differenzierung von DZ wichtig ist, da die Expression des LIFR {\"u}ber die Dauer der KM-DZ Differenzierung stark herunterreguliert wurde. Eine Expression des OSMR auf DZ wurde hingegen nicht nachgewiesen und steht demzufolge im Gegensatz zu bisher ver{\"o}ffentlichten Untersuchungen. Im Rahmen dieses ersten Projekts wurde ebenfalls untersucht, wie sich die ver{\"a}nderte gp130 Endozytose auf die Hom{\"o}ostase myeloider und lymphoider Zellen auswirkt. Bei den hierf{\"u}r analysierten gp130LLAA M{\"a}usen wurde eine geringf{\"u}gige Verminderung der Frequenz und absoluten Zellzahl von kDZ in der Milz sowie eine Zunahme der Frequenz und absoluten Zellzahl von pDZ und Makrophagen in den inguinalen Lymphknoten nachgewiesen. Dar{\"u}ber hinaus wurde ein Anstieg in der Frequenz und absoluten Zellzahl von T-Zellen, jedoch eine Abnahme der B-Zellen in der Milz beobachtet. Im zweiten Teil der Dissertation sollte die OSM-vermittelte Induktion antiviraler Gene in prim{\"a}ren humanen dermalen Fibroblasten (HDF) untersucht werden. Typ I Interferone (IFN) gelten als zentrale Zytokine der antiviralen Immunantwort. Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass eine Reihe proinflammatorischer Zytokine ebenso die antivirale Immunantwort beeinflussen k{\"o}nnen, indem sie u.a. die Expression der pattern recognition receptors (PRR) regulieren. PRR sind Teil des angeborenen Immunsystems und f{\"u}r die Erkennung von Pathogenen durch die Bindung an konservierte Pathogen-assoziierte molekulare Strukturen (PAMPs, Pathogen-associated molecular patterns) wichtig. Im zweiten Teilprojekt der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass OSM dazu in der Lage ist, die Induktion der im Zytoplasma lokalisierten PRR Retinoic acid inducible gene-I (RIG-I) und Melanoma differentiation-associated protein 5 (MDA5) zu vermitteln. Mit Hilfe von RNA Interferenzstudien konnte nachgewiesen werden, dass die Expression dieser beiden RNA-Helikasen von der OSM-vermittelten STAT1 Aktivierung abh{\"a}ngig ist und {\"u}ber einen STAT3/SOCS3-abh{\"a}ngigen Mechanismus reguliert wird. W{\"a}hrend die Blockade der STAT1 Expression zu einer Inhibierung der OSM-induzierten Expression der Helikasen f{\"u}hrte, wurde durch den Verlust von STAT3 oder SOCS3 die Expression von RIG-I und MDA5, aufgrund einer st{\"a}rkeren und l{\"a}nger anhaltenden STAT1-Phosphorylierung, signifikant erh{\"o}ht. Zus{\"a}tzlich konnte ein additiver Effekt zwischen der OSM- und IFNγ-vermittelten Helikasenexpression belegt werden. Dieses Resultat steht im Einklang mit vorhergehenden Ver{\"o}ffentlichungen, die einen Crosstalk zwischen OSM und Typ I IFN bei der antiviralen Abwehr gegen das Hepatitis C Virus beschreiben.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Roemer2005,
  author    = {R{\"o}mer, Michael},
  title     = {Endozytose des Ca2+-sensitiven hIK1-Kanals in migrierenden MDCK-F-Zellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15750},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Zellmigration ist ein wichtiges Ph{\"a}nomen im gesamten Leben eines menschlichen Organismus. Erw{\"u}nschte physiologische Bedeutung hat die Zellmigration z. B. im Rahmen der Embryogenese, der Wundheilung und der Immunabwehr, w{\"a}hrend sie pathophysiologisch unter anderem bei der Metastasierung maligner Neoplasien in Erscheinung tritt. F{\"u}r optimale Migration ist eine Beteiligung von Ionenkan{\"a}len, Ionentransportern und zytoskeletalen Mechanismen in streng koordinierter Interaktion notwendig. Bei selektiver Blockade Ca2+-sensitiver K+-Kan{\"a}le (IK1) durch das Skorpiongift Charybdotoxin wird die Migrationsf{\"a}higkeit von Zellen erheblich gest{\"o}rt. Da dies ein m{\"o}glicher thera-peutischer Ansatzpunkt zur Malignit{\"a}tsreduzierung von Tumoren durch Hemmung der Metastasierung sein k{\"o}nnte, galt es in dieser Arbeit, den „Lebenslauf" dieses Kanalproteins genauer zu erforschen. Bisherige Erkenntnisse {\"u}ber Migrationsmechanismen, Membran-Umbau und Integrintransport wurden in einem neuen Modell zusammengefasst, das unter anderem die Theorie des K+-Kanal-Rezirkulierens beinhaltet. Zur {\"U}berpr{\"u}fung dieser Theorie wurde in der vorliegenden Doktorarbeit auf die Endo-zytose der Ca2+-abh{\"a}ngigen K+-Kan{\"a}le als ersten Schritt bei deren Rezirkulation fokussiert. Durch die Insertion eines viralen HA-Epitops in die Gensequenz des hIK1 mit PCR-Technik konnte der Kanal durch monoklonale anti-HA-Antik{\"o}rper [Maus] markierbar und durch Zweitantik{\"o}rper [anti-Maus] detektierbar gemacht werden. Nach der Transfektion des hIK1-HA-34-Plasmids in migrierende MDCK-F-Zellen war aufgrund der extrazellul{\"a}ren Lage des HA-34-Epitops im Kanalprotein eine Markierung der Kan{\"a}le mit Antik{\"o}rpern in lebenden Zellen m{\"o}glich. Die Immunfluoreszenzmikroskopie zeigte nach 37°C-in vivo-Inkubation der Zellen mit extrazellul{\"a}rer hIK1-HA-34-Markierung die Bildung von vesikel{\"a}hnlichen Strukturen, die auf Endozytose hindeuten konnten. Untransfizierte Kontrollzellen blieben ungef{\"a}rbt - die Aufnahme der Antik{\"o}rper in die Zellen mit hIK1-HA-34 musste also spezi-fisch {\"u}ber Endozytose der Antik{\"o}rper-Kanal-Komplexe geschehen sein. In der in vivo-Inkubation bei 4°C waren die Versuchszellen nur schemenhaft zu erkennen und auch das bei den 37°C-Experimenten deutlich sichtbare „ruffling" an der Lamellipodiumspitze stellte sich nicht dar. Dies erh{\"a}rtete den Verdacht auf eine Ansammlung von Vesikeln an der Lamellipodiumvorderkante. Mit dem Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA) konnte die K+-Kanalpr{\"a}senz in der Plasmamembran quantifiziert werden. Gegen{\"u}ber den untransfizierten Kontrollzellen waren die Peroxidase-Werte um das achtfache erh{\"o}ht. Dies weist ebenfalls auf eine spezifische Endozytose der hIK1-markierenden Antik{\"o}rper hin. Zudem zeigte sich bei der 37°C-Inkubation im Zeitverlauf {\"u}ber 60 Minuten eine S{\"a}ttigungskinetik, die ebenfalls f{\"u}r ein Rezirkulieren des hIK1 sprechen k{\"o}nnte. Zusammengefasst scheinen die Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungstechniken die Endozytose Ca2+-empfindlicher K+-Kan{\"a}le als ersten Schritt eines vermuteten Rezirkulierens der Kanalproteine zu best{\"a}tigen.},
  language  = {de}
}