@phdthesis{Pfister2002,
  author    = {Pfister, Heiko},
  title     = {Wegener'sche Granulomatose},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3133},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die Wegener'sche Granulomatose (WG) ist eine Autoimmunerkrankung, die sich typischerweise als chronische Entz{\"u}ndung des oberen Respirationstraktes, Vaskulitis und Glomerulonephritis manifestiert. WG geh{\"o}rt zur Gruppe der sog. "pauci-immunen" Vaskulitiden, die mit Anti-Neutrophilen-Antik{\"o}rpern (ANCA, anti neutrophil cytoplasmic antibody) assoziiert sind. Mit Hilfe der indirekten Immunfluoreszenz lassen sich ANCA im Serum der meisten WG-Patienten nachweisen. Die mit WG assoziierten sog. "klassischen" ANCA (c-ANCA) erkennen spezifisch Konformationsepitope der Serinprotease Proteinase 3 (PR3), die in den azurophilen Granula neutrophiler Granulozyten gespeichert wird. Die enge Korrelation PR3-spezifischer Antik{\"o}rperspiegel mit dem Krankheitsverlauf l{\"a}ßt vermuten, daß sie bei der Pathogenese eine zentrale Rolle spielen k{\"o}nnten. Diese Hypothese wird von Daten aus in vitro Experimenten gest{\"u}tzt: werden Zytokin-stimulierte neutrophile Granulozyten mit Patientenserum oder isolierten c-ANCA inkubiert, erfolgt eine Aktivierung der Neutrophilen, die sich durch Degranulation und Freisetzung von Sauerstoffradikalen {\"a}ußert. c-ANCA k{\"o}nnen so indirekt - aber vermutlich auch direkt - zur Endothelsch{\"a}digung beitragen. Jedoch konnte bisher kein direkter Beweis des pathogenen Potentials von c-ANCA am Tiermodell erbracht werden. Um die Wirkung von c-ANCA an einem Mausmodell zu testen, war zun{\"a}chst ein murines Maus-PR3- (mPR3) spezifisches Antiserum notwendig. Da humane c-ANCA nicht mit mPR3 kreuzreagieren, wurde f{\"u}r die Immunisierung von PR3/Neutrophilen-Elastase (NE)-defizienten M{\"a}usen ein mPR3-Zymogen rekombinant in E. coli als Einschlußk{\"o}rpermaterial (IB, inclusion bodies) hergestellt. Nach Renaturierung des IB-Materials in vitro wurde mit der Dipeptidylaminopeptidase Cathepsin C das N-terminale Propeptid abgespalten. Das gewonnene Enzym besaß die f{\"u}r PR3 und NE spezifische katalytische Aktivit{\"a}t, die durch den physiologischen Inhibitor humaner PR3, a1-Antitrypsin, inhibiert werden konnte. Es ist daher anzunehmen, daß das gewonnene rekombinante Material die korrekte Konformation durch Renaturierung in vitro erhalten hatte. Um nun die pathologische Wirkung von Anti-rmPR3-Antik{\"o}rpern zu testen, wurden PR3/NE-defiziente M{\"a}use mit dem rekombinanten Zymogen (pro-rmPR3) oder der N-terminal prozessierten Form (rmPR3) immunisiert. Die Spezifit{\"a}t der gewonnenen Antiseren wurde durch Festphasenimmunoassay, Western Blotting und indirekte Immunfluoreszenzf{\"a}rbung {\"u}berpr{\"u}ft. Weiterhin konnte fluoreszenzzytometrisch die Bindung von Anti-mPR3-IgG an die Plasmamembran Zytokin-stimulierter Granulozyten nachgewiesen werden. Die hergestellten Antiseren erf{\"u}llten somit die f{\"u}r c-ANCA-positive Seren von WG-Patienten typischen Eigenschaften hinsichtlich der Antigenspezifit{\"a}t. Wenn c-ANCA alleine hinreichend f{\"u}r die Induktion der f{\"u}r WG charakteristischen Symptome sind, sollte der Antiserumtransfer auf Wildtyp-M{\"a}use WG-{\"a}hnliche Symptome in den Rezipienten hervorrufen. Nach wiederholter intraven{\"o}ser Injektion von Serum pro-rmPR3-immunisierter M{\"a}use ließ sich ein signifikanter Antik{\"o}rperspiegel bei Verd{\"u}nnungen von 1:2000 {\"u}ber den gesamten Behandlungszeitraum von 10 Wochen in den Rezipienten nachweisen. Der anschließende histologische Befund von Niere und Lunge ergab jedoch keine pathologischen Ver{\"a}nderungen. Dieses Ergebnis legt nahe, daß c-ANCA alleine keine Krankheitssymptome hervorrufen. In dem gegenw{\"a}rtigen Modell f{\"u}r c-ANCA-vermittelte Vaskulitis entfaltet sich die pathogene Wirkung von c-ANCA vor allem dann, wenn neutrophile Granulozyten zus{\"a}tzlich durch proinflammatorische Zytokine wie Tumornekrosefaktor alpha (TNF alpha) stimuliert werden. Erst die Stimulation der Granulozyten erm{\"o}glicht die Bindung von c-ANCA an die Plasmamembran und deren anschließende Aktivierung. Deshalb wurde dieses Modell, das vorwiegend aus Ergebnissen von Experimenten in vitro abgeleitet ist, auf ein lokales Entz{\"u}ndungsmodell der Maus {\"u}bertragen: Durch wiederholte Injektion von TNF alpha in die Haut wurde eine leichte Entz{\"u}ndungsreaktion ausgel{\"o}st. Diese Entz{\"u}ndungsreaktion ließ sich schließlich durch intraven{\"o}se Verabreichung von pro-rmPR3- oder rmPR3-Antiserum verst{\"a}rken. Dieser Befund ist ein wichtiger Beweis f{\"u}r die verbreitete Ansicht, daß c-ANCA nicht nur ein Epih{\"a}nomen der WG darstellen, sondern selbst ein pathogenes Potential besitzen. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die Beteiligung der beiden Serinproteasen NE und PR3 an der Entstehung inflammatorischer Prozesse untersucht. Im Hinblick auf die bei der Pathogenese der WG beteiligten Mechanismen k{\"o}nnten PR3 und NE eine wichtige Rolle spielen. PR3 und NE k{\"o}nnen Proteine der extrazellul{\"a}ren Matrix abbauen, Apoptose in Endothelzellen induzieren und sind an der Regulation entz{\"u}ndlicher Prozesse {\"u}ber verschiedene Wirkmechanismen beteiligt. Um quantitative Unterschiede bei Entz{\"u}ndungsreaktionen zwischen NE/PR3-defizienten M{\"a}usen und kongenen Wildtyp-Tieren zu untersuchen, wurde als Modell einer Typ III Hypersensitivit{\"a}tsreaktion eine lokale passive Arthus-Reaktion induziert. Wildtyp-M{\"a}use entwickelten dabei eine deutlich st{\"a}rkere lokale Entz{\"u}ndung als NE/PR3-defiziente M{\"a}use. Weitere Studien sind n{\"o}tig um die Frage zu kl{\"a}ren, ob eine der beiden Serinproteasen alleine oder in Kooperation mit der anderen diesen Ph{\"a}notyp hervorruft. F{\"u}r einen direkten synergistischen Effekt sprechen indes die Ergebnisse eines in vitro Experiments mit pro-rmPR3 und humaner NE: Bei Inkubation von pro-rmPR3 mit hNE wurde eine Spaltung des Proenzyms beobachtet, die mit einer Verst{\"a}rkung der enzymatischen Bruttoaktivit{\"a}t einherging. Die physiologische Relevanz dieser Beobachtung muß allerdings noch gekl{\"a}rt werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit stehen im Einklang mit den neuesten Erkenntnissen {\"u}ber die Rolle der PR3 bei der Wegener'schen Granulomatose: PR3 d{\"u}rfte sowohl aufgrund pleiotroper Effekte auf entz{\"u}ndliche Reaktionen als auch wegen seiner lytischen Eigenschaften zur Gewebesch{\"a}digung beitragen. Dar{\"u}berhinaus konnte eine pathogene Wirkung von mPR3-spezifischen Antik{\"o}rpern in der Maus nachgewiesen werden.},
  subject      = {Granuloma gangraenescens},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kuhl2007,
  author    = {Kuhl, Angelika},
  title     = {Epitop-abh{\"a}ngige Pathogenit{\"a}t von PR3-Autoantik{\"o}rpern und Charakterisierung einer myofibrill{\"a}ren Myopathie mit famili{\"a}rer arrhythmogener rechtsventrikul{\"a}rer Dysplasie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27028},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Im ersten Teil dieser Arbeit wurden Antik{\"o}rper-bindende Epitope von humaner Proteinase 3 (hPR3), dem Autoantigen der Wegenerschen Granulomatose (WG), charakterisiert. WG ist eine Autoimmunerkrankung, die durch chronische Entz{\"u}ndung des oberen und unteren respiratorischen Trakts, Vaskulitis und Glomerulonephritis gekennzeichnet ist. WG ist mit Anti-Neutrophilen zytoplasmatischen- Antik{\"o}rpern (ANCA) assoziiert, die spezifisch gegen konformationelle Epitope auf der Oberfl{\"a}che der Serinprotease hPR3 aus azurophilen Granula neutrophiler Granulozyten gerichtet sind. Die Charakterisierung von ANCA-bindenden Epitopen ist f{\"u}r ein besseres Krankheitsverst{\"a}ndis Unverzichtbar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde nach einem geeigneten PR3-Homolog gesucht, welches sich durch den gezielten Austausch von Oberfl{\"a}chen- Loops f{\"u}r die Kartierung von ANCA-Epitopen eignet. Zun{\"a}chst wurde die PR3 Aminos{\"a}uresequenz der Primaten Pan troglodytes versus (Schimpanse), Macacca mulatta (Makakke) und Hylobates pileatus (Gibbon) analysiert und die Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber ANCA mit dem humanen Homolog verglichen. Sowohl Aminos{\"a}uresequenz als auch ANCA-Kreuzreaktivit{\"a}t korrelierten mit der phylogenetischen Distanz zu hPR3. Aufgrund der Bindungseigenschaften von Gibbon-PR3 (gibPR3) wurde dieses Homolog f{\"u}r Epitopstudien herangezogen, da die Aminos{\"a}uresequenz nur geringf{\"u}gig von hPR3 abweicht und die Bindung von monoklonalen Anti-hPR3-Antik{\"o}rpern und WG-Patientenseren im Immunoblot ein deutlich abgeschw{\"a}chtes Signal lieferte oder keine Reaktivit{\"a}t mehr aufwies. F{\"u}r die Epitop-Charakterisierung wurden drei hPR3/gibPR3-Mutanten generiert. Die rekombinante Expression von proPR3 erfolgte in Flp-in HEK 293 Zellen und wurde von dort aus dem Zellkultur-{\"U}berstand gereinigt und mittels Enterokinase konvertiert. Um das Epitopspektrum genau zu analysieren, wurde ein ELISA entwickelt, bei dem PR3 {\"u}ber den C-terminal gelegenen His6-Tag an Nickel-beschichtete Mikrotiterplatten gebunden wurde. F{\"u}r den monoklonalen Anti-hPR3-Antik{\"o}rper MCPR3-2 konnte die Region auf die Aminos{\"a}uren Arg60, Gln63A und Leu90 (Chymotrypsinogen-Nummerierung), das f{\"u}r 12.8 auf Met35, Asn38A, Pro38B und Arg74 der N-terminalen PR3-Dom{\"a}ne eingegrenzt werden. Letztere wurde von der Mehrheit der getesteten ANCA der WG-Patienten erkannt und zeigt somit, dass es sich hierbei um ein krankheitsrelevantes Epitop handelt. Diese Region schließt dabei auch den Bindungsbereich von \&\#945;1-PI ein. Im weiteren konnte gezeigt werden, dass eine Bindung des Antik{\"o}rpers bei gleichzeitiger Anwesenheit von \&\#945;1-PI stark von dessen Konzentration abh{\"a}ngig ist. Bereits bei einer \&\#945;1-PI-Konzentration von 1 mg/ml, konnte eine partielle Antik{\"o}rperbindung beobachtet werden. Sinkt die Konzentration deutlich, so besitzen Anti-hPR3-Antik{\"o}rper die M{\"o}glichkeit an diese zu binden. Somit konkurrieren Antik{\"o}rper und Inhibitor um die PR3-Bindungsstellen. Ein ausgewogenes Protease-Inhibitor-Gleichgewicht ist allerdings f{\"u}r eine kontrollierte Protease-Aktivit{\"a}t notwendig. Ist dieses gest{\"o}rt, so kann es zur Bindung von ANCA an hPR3 auf der Membran von Neutrophilen und deren Aktivierung kommen. Dies hat zur Folge, dass vermehrt proteolytische Enzyme freigesetzt werden, welche durch unkontrollierte enzymatische Aktivit{\"a}t Entz{\"u}ndungsreaktionen und Gewebesch{\"a}digung hervorrufen. Der zweite Teil dieser Arbeit besch{\"a}ftigte sich mit der Charakterisierung einer autosomal-dominant vererbten myofibrill{\"a}ren Myopathie (MFM) in Kombination mit famili{\"a}rer arrhythmogener rechtsventrikul{\"a}rer Kardiomyopathie 7 (ARVD7) einer schwedischen Familie. Durch genomweite Kartierung mittels SNP (single nucleotide polymorphism)-Typisierung (Affymetrix Human Mapping 10K Array) wurde der Locus auf 10q22.3 best{\"a}tigt. Die Region wurde anschließend bis auf 4.1 Mbp zwischen den Markern D10S1645 und D10S1786 eingegrenzt. In diesem Intervall befinden sich 18 Kandidatengene. Nachdem die Protein-kodierenden Exons aller Gene im Krankheitsintervall sequenziert und dennoch keine signifikanten Abweichungen zwischen Patient und der Normalpopulation aufgefallen waren, wurde gezielt nach einer intragenische Deletion gesucht. Hierzu wurde von einem der Patienten zwei Maus-Hybridlinien generiert, die jeweils nur eines der beiden 10-er Homologe des Patienten enthalten. Doch auch hier waren die kodierenden Exons der 18 Gene aus beiden Hybridlinien durch PCR mit gleicher Effizienz und Gr{\"o}ße amplifizierbar, so dass eine intragenische Deletionen mit großer Sicherheit bei allen Genen ausgeschlossen werden konnte. Des weiteren wurde nach SNPs in der transkribierten Sequenz der Kandidatengene gesucht, und die Expression beider Allele f{\"u}r 10 von 18 Kandidatengenen in Muskel-cDNA nachgewiesen. Kleine Ver{\"a}nderungen in nicht-kodierenden Bereichen, Introns, Promotor-Regionen, genomische Ver{\"a}nderungen oder de novo Insertionen sind m{\"o}gliche pathogene Mechanismen, die im weiteren untersucht werden m{\"u}ssen.},
  subject      = {Wegenersche Granulomatose},
  language  = {de}
}