TY  - THES
A1  - Reeh, Laurens
T1  - Immunmodulatorische Effekte CD44-positiver Gefäßwand-residenter Stamm- und Vorläuferzellen im myokardialen Gewebe
T1  - Immunomodulatory effects of CD44-positive vascular wall-resident stem and progenitor cells in myocardial tissue
N2  - Die Identifizierung endogener Stammzellen mit kardiogenem Potenzial und die Möglichkeit, deren Differenzierung zu steuern, würde einen Meilenstein in der kardioregenerativen Therapie darstellen. Innerhalb der Gefäßwand konnten unterschiedliche Stamm- und Vorläuferzellen identifiziert werden, die sog. Gefäßwand-residenten Stammzellen (VW-SCs). Zuletzt konnten aus CD34(+) VW-SCs, ohne genetische Manipulation, Kardiomyozyten generiert werden. Zusätzlich fungiert die Gefäßwand als Quelle inflammatorischer Zellen, die essenziell für die kardiogene Differenzierung der VW-SCs zu sein scheinen.
Ziel dieser Arbeit war es, das Verhalten von CD44(+) VW-SCs zu untersuchen, um herauszufinden, inwieweit dieser Stammzelltyp eine endogene Generierung von Kardiomyozyten unterstützen könnte. Dabei wurde mit infarzierten Mäuseherzen, dem Aortenringassay (ARA) und dem kardialen Angiogeneseassay (CAA) gearbeitet.
Sowohl in vivo in ischämischen Arealen infarzierter Mäuseherzen als auch ex vivo im CAA kam es zu einem signifikanten Anstieg von CD44(+) Zellen. Mittels Färbungen auf CD44 und Ki-67 konnte die Teilungsfähigkeit dieser Zellen demonstriert werden.
Ex vivo ließen sich aus CD44(+) Zellen F4/80(+) Makrophagen generieren. Die CD44(+) VW-SCs können sich dabei sowohl zu pro-inflammatorischen iNOS(+) M1- als auch zu anti-inflammatorischen IL-10(+) M2-Makrophagen differenzieren. Eine Modulation der kardialen Inflammation könnte einen entscheidenden Einfluss auf die Kardiomyogenese haben.
Unter VEGF-A kam es im CAA zu einer deutlichen Zunahme von CD44(+) Zellen. Unter Lenvatinib blieb das kardiale Sprouting gänzlich aus, die Anzahl der CD44(+) Zellen stagnierte und die VW-SCs verblieben in ihren physiologischen Nischen innerhalb der Gefäßwand.
Warum es nach einem MI kaum zu einer funktionellen Herzmuskelregeneration kommt, ist weiterhin unklar. Die therapeutische Beeinflussung koronaradventitieller CD44(+) VW-SCs und inflammatorischer Prozesse könnte dabei zukünftig eine wichtige therapeutische Option darstellen.
N2  - The identification of endogenous stem cells with cardiogenic potential and the possibility to control their differentiation would represent a milestone in cardioregenerative therapy. Within the vascular wall, different stem and progenitor cells could be identified, the so-called vascular wall-resident stem cells (VW-SCs). Most recently, cardiomyocytes could be generated from CD34(+) VW-SCs, without genetic manipulation. In addition, the vascular wall acts as a source of inflammatory cells which appear to be essential for cardiogenic differentiation of VW-SCs.
The objective of this work was to investigate the behavior of CD44(+) VW-SCs to see to what extent this stem cell type could support endogenous generation of cardiomyocytes. This was done using infarcted mouse hearts, the aortic ring assay (ARA), and the cardiac angiogenesis assay (CAA).
There was a significant increase in CD44(+) cells in vivo in ischemic areas of infarcted mouse hearts and ex vivo in the CAA. A double staining for CD44 and Ki-67 demonstrated the ability of these cells to proliferate.
Ex vivo, F4/80(+) macrophages could be generated from CD44(+) cells. Thereby, the CD44(+) VW-SCs can differentiate into both pro-inflammatory iNOS(+) M1 and anti-inflammatory IL-10(+) M2 macrophages. Modulation of cardiac inflammation may have a critical impact on cardiomyogenesis.
Under VEGF-A, there was a clear increase in CD44(+) cells in the CAA. Under lenvatinib, cardiac sprouting was completely absent, the number of CD44(+) cells stagnated, and VW-SCs remained in their physiological niches within the vessel wall.
Why there is little functional myocardial regeneration after MI remains unclear. Therapeutic manipulation of coronary adventitial CD44(+) VW-SCs and inflammatory processes may represent an important therapeutic option in the future.
KW  - Antigen CD44
KW  - Adventitia
KW  - Entzündung
KW  - Herzinfarkt
KW  - CD44
KW  - Gefäßwand-residente Stamm- und Vorläuferzellen
KW  - Inflammation
KW  - Myokardinfarkt
KW  - VW-SCs
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-251020
ER  - 
TY  - THES
A1  - Stoll, Kristin
T1  - Molekulare Charakterisierung von Mitogen-activated Protein Kinase (MAPK)- Komponenten aus \(Echinococcus\) \(multilocularis\)
T1  - Molecular characterization of mitogen-activated protein kinase (MAPK) components from \(Echinococcus\) \(multilocularis\)
N2  - Die alveoläre Echinokokkose (AE), verursacht durch das Metacestoden- Larvenstadium des Fuchsbandwurms Echinococcus multilocularis (E. multilocularis), ist eine lebensbedrohliche Zoonose der nördlichen Hemisphäre mit eingeschränkten therapeutischen Möglichkeiten. Bei der Suche nach neuen Therapeutika haben Mitogen-activated Proteinkinase (MAPK) -Kaskaden als pharmakologische Zielstrukturen aufgrund ihrer essentiellen Rolle bei der Zellproliferation und -differenzierung ein großes Potenzial. In der vorliegenden Arbeit wurden durch BLAST- und reziproke BLAST-Analysen elf potenzielle MAPK Kinase Kinasen (MAP3K), fünf potenzielle MAPK Kinasen (MAP2K) und sechs potenzielle MAPK im E. multilocularis-Genom identifiziert, die teils hoch konserviert sind und in nahezu allen Entwicklungsstadien des Parasiten exprimiert werden. Diese Erkenntnisse lassen auf ein komplexes MAPK-Signaltransduktions- system in E. multilocularis mit großer Bedeutung für den Parasiten schließen. Transkriptomdatenanalysen und Whole Mount in Situ Hybridisierung (WMISH) zeigten, dass emmkkk1 (EmuJ_000389600) als einzige MAP3K neben der Expression in postmitotischen Zellen in besonderem Maße in proliferativen Stammzellen des Parasiten exprimiert wird und somit eine wichtige Rolle bei der Differenzierung von Stammzellen spielen könnte. In Yeast-Two-Hybrid (Y2H) -Wechselwirkungsassays wurden Interaktionen von mehreren upstream- (EmGRB2) und downstream- wirkenden Signalkaskadekomponenten des JNK (EmMKK3, EmMPK3) und ERK (EmMKK3, EmMPK4) -Signalwegs gefunden. Daraus lässt sich schließen, dass EmMKKK1, analog zu seinem humanen Homolog HsM3K1, eine zentrale Rolle bei der Echinococcus-Wachstumsregulation durch Rezeptortyrosinkinasen und vielfältige weitere Funktionen im Parasiten besitzt. Anhand von Erkenntnissen an Platyhelminthes kann daher von einem großen Potenzial dieser neu charakterisierten Signalwege als chemotherapeutische Angriffspunkte ausgegangen werden, wenngleich erste RNA-Interferenz (RNAi)- und Inhibitorstudien an emmkkk1, emmpk1 und emmpk4 keine durchschlagenden Effekte auf das Überleben von Primärzellkulturen und die Bildung von Metacestodenvesikeln zeigten. Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Arbeit mit EmMKKK1 und neuen ERK- und JNK-Signalwegen zentrale Komponenten der komplexen MAPK-Signalkaskaden in E. multilocularis identifiziert werden, die höchstwahrscheinlich einen großen Beitrag zur enormen Regenerationsfähigkeit der Echinococcus-Stammzellen leisten und vom Wirt abgeleitete Signale wie Insulin, Epidermaler Wachstumsfaktor (EGF) und Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF) über EmGRB2 in Proliferationsnetzwerke des Parasiten integrieren. Arzneimittel-Screening-Assays, die auf diese Signalwege abzielen, könnten daher zu alternativen Arzneimitteln führen, die alleine oder in Kombination mit einer bestehenden Chemotherapie (Benzimidazol) die Prognose von für AE-Patienten verbessern könnten.
N2  - Alveolar echinococcosis (AE), caused by the metacestode larval stage of the fox tapeworm Echinococcus multilocularis (E. multilocularis), is a life-threatening zoonosis of the Northern Hemisphere with limited therapeutic options. In searches for a new chemotherapy, mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades are of great potential as new drug targets due to their essential role in cell proliferation and differentiation. In this work eleven potential MAPK kinase kinases (MAP3K), five potential MAPK kinases (MAP2K) and six potential MAPK were identified in the E. multilocularis genome by BLAST and reciprocal BLAST analyses, of which some are highly conserved and expressed in almost all developmental stages of the parasite. These findings suggest a complex MAPK signal transduction system in E. multilocularis with major importance for the parasite. Transcriptome data analysis and Whole Mount in Situ Hybridization (WMISH) showed that emmkkk1 (EmuJ_000389600) is the only MAP3K being decisively expressed in the proliferative parasite in addition to expression in postmitotic cells, and thus could play an important role in the differentiation of stem cells. In Yeast-Two-Hybrid (Y2H) interaction assays, interactions between several upstream (EmGRB2) and downstream signaling cascade components of JNK (EmMKK3, EmMPK3) and ERK (EmMKK3, EmMPK4) signaling pathways were detected. Thus, EmMKKK1, like its human homologue HsM3K1, appears to play a central role in Echinococcus growth regulation by receptor tyrosine kinases and seems to have diverse other functions in the parasite. Based on findings on other platyhelminths it can be expected that these newly characterized signaling pathways are of great potential as drug target, although first RNA interference (RNAi) and inhibitor studies on emmkkk1, emmpk1 and emmpk4 revealed no substantive effects on the survival of primary cell cultures and the formation of metacestode vesicles. In conclusion, the present work identified with EmMKKK1 and new ERK and JNK signaling pathways central components of the complex MAPK signaling cascades in E. multilocularis, which most likely contribute to the enormous regenerative capacity of Echinococcus stem cells and integrate host derived signals such as insulin, epidermal growth factor (EGF), and fibroblast growth factor (FGF) via EmGBR2 into proliferative networks of the parasite. Targeting these signaling pathways in drug screening assays might thus lead to alternative drugs that alone, or in combination with existing chemotherapy (benzimidazole), could improve the prognose of AE patients.
KW  - Fuchsbandwurm
KW  - MAP-Kinase
KW  - Echinococcus multilocularis
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-243180
ER  - 
TY  - THES
A1  - Fink, Severin Lion Julian
T1  - Entwicklung eines Sleeping Beauty Transposon Systems zum simultanen und induzierbaren shRNA-Knock-down verschiedener Zielstrukturen in Zelllinien des Multiplen Myeloms
T1  - Development of a system for multi-targeted inducible shRNA-knock-downs with the Sleeping Beauty transposon system and establishment in Multiple Myeloma cell lines
N2  - Das Multiple Myelom (MM) ist ungeachtet neuer medikamentöser Therapien weiterhin eine für die allermeisten Patienten unheilbare Erkrankung. Aktuelle Whole-Genome-Sequenzierungen konnten die Annahme, dass hierfür die genetische Heterogenität des MM verantwortlich ist, bestätigen. Um dieses onkogene Signalnetzwerk auf effiziente Weise zu untersuchen, wurde ein induzierbares Knock-down-System basierend auf der weitverbreiteten RNA-Interferenz und dem neuen, innovativen Sleeping Beauty Transposon System (SBTS) entwickelt. Die Etablierung des SBTS im MM zeigte, dass die CMV-Promotor-vermittelte EGFP-Expression über 231 Tage stabil ist. Die Verwendung des SBTS ermöglicht es, Zellen bei niedrigster biologischer Schutzstufe (S1) stabil zu transfizieren. Am Beispiel des MAPK-Signalweges konnten stabile shRNA-vermittelte Knock-downs in verschiedenen MM-Zelllinien erfolgreich durchgeführt werden. Um ein induzierbares Tet-On-System zur shRNA-Expression zu erstellen, wurden zum einen dem verwendeten H1-Promotor zwei TetO-Sequenzen hinzugefügt. Zum anderen wurde durch die Verwendung eines zweiten, neu konstruierten SBTS Vektors mit anderer Selektionsresistenz in den verwendeten Zellen das Tet-Repressor-Protein (TetR) stabil exprimiert. Die notwendige Expression von TetR konnte nur mittels CAG-Promotors erreicht werden. Am Beispiel von ERK2 konnte gezeigt werden, dass es durch die stabile Transfektion und die Induktion des Knock-downs mit Doxycyclin möglich ist, den Knock-down Effekt zu erzielen. Das etablierte Plasmid-basierte System stellt somit ein versatiles, einfach anwendbares, kostengünstiges und zeitsparendes Werkzeug dar, induzierbare Knock-downs durch RNA-Interferenz für einzelne oder mehrere Proteine gleichzeitig zu erzielen. Es ist davon auszugehen, dass die Anwendung aufgrund der Verwendung etablierter Techniken und der leichten Modifizierbarkeit nicht nur auf das MM begrenzt sein wird.
N2  - Multiple Myeloma (MM) is regardless of new drug therapies still an incurable disease for the majority of patients. Large-scale whole-genome-sequencing studies strongly support the assumption that the reason for this is the large genetic heterogeneity of MM. 
To gain knowledge about the complex oncogenetic signalling efficiently, in this work, a system for inducible knock-downs based on the wide-spread RNA-interference and the new innovative Sleeping Beauty Transposon System (SBTS) was developed. The successful establishment of the SBTS in MM revealed that EGFP-expression by a CMV-promotor is stable for at least 231 days without any further selection by antibiotics. The use of SBTS makes it possible to transfect cells stably at the lowest biological safety level (S1). Utilizing the MAPK-signal path as an example it was possible to successfully demonstrate shRNA-provided knock-downs for up to four targets at once in several different MM-cell lines. To create an inducible Tet-on-system for shRNA-Expression, two TetO-sequences were added to the used H1-Promotor. Furthermore, the required Tet-repressor-protein (TetR) was expressed by another newly constructed SBTS vector, which contains another selection resistance. After trying different approaches, it was possible to express the necessary amount of TetR by using the CAG-Promotor, which was verified by Western Blot. Using ERK2 as a sample target, it was possible to show that with stable transfection and induction of the knock-down with doxycycline it is possible to measure knock-down results without the toxic side effects of the electroporation necessary for transfection. The established plasmid-based system serves as an easily applicable, cost-efficient and time-saving tool for inducible knock-downs by RNAi for single or multiple proteins. Due to the fact that yet established techniques were used and thanks to the simplicity of the customization it is assumed that the application is not only limited to MM.
KW  - RNS-Interferenz
KW  - Plasmozytom
KW  - Transposon
KW  - Multiples Myelom
KW  - shRNA
KW  - Sleeping Beauty Transposon System
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-249796
ER  - 
TY  - THES
A1  - Thielen, Vanessa Elisabeth
T1  - Charakterisierung des Beitrags von \(Pattern-Recognition-Receptors\) bei der Einleitung einer proinflammatorischen Immunantwort gegen den Schimmelpilz \(Rhizopus\) \(arrhizus\)
T1  - Characterization of pattern recognition receptors involved in the proinflammatory immune response to the mold pathogen \(Rhizopus\) \(arrhizus\)
N2  - Während der letzten Jahrzehnte ist eine steigende Inzidenz von Infektionen durch Pilze der Ordnung Mucorales zu beobachten. Rhizopus arrhizus ist der häufigste Erreger dieser lebensbedrohlichen Infektionen, die vor allem immunsupprimierte Patienten betreffen. Aufgrund der oft schwierigen Diagnosestellung und limitierter therapeutischer Optionen liegt derzeit die Letalität von Mucormykosen zwischen 50 bis 100 %. Eine Voraussetzung für die Etablierung neuer Biomarker oder immuntherapeutischer Strategien ist ein verbessertes Verständnis der immunpathologischen Prozesse bei der Abwehr von Mucorales.
In dieser Arbeit wurden daher verschiedene Immunzellpopulationen durch ruhende und ausgekeimte Stadien von R. arrhizus stimuliert und anschließend deren proinflammatorische Immunantwort gemessen. Als Vergleich diente die proinflammatorische Immunantwort der untersuchten Immunzellen nach Stimulation mit Aspergillus fumigatus. Darüber hinaus war es Gegenstand dieser Arbeit, zu charakterisieren welche Pattern Recognition Receptors (PRRs) an der Erkennung von Mucorales durch verschiedene innate Immunzellen beteiligt sind. Zugleich wurde untersucht, ob unterschiedliche Morphotypen der Pilzspezies Auswirkungen auf die Stimulation der jeweiligen PRRs haben. Hierfür wurden Koinkubations-Experimente mit neutrophilen Granulozyten sowie Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs), Monozyten und monocyte derived dendritic cells (moDCs) mit verschiedenen Morphotypen von R. arrhizus durchgeführt. Die Rezeptoren TLR2, TLR4 und/oder Dectin-1 wurden dabei durch neutralisierende Antikörper oder RNA-Interferenz blockiert. 
Ausgekeimte Stadien von A. fumigatus sowie R. arrhizus induzierten eine erhöhte ROS-Freisetzung in Neutrophilen, die durch isolierte oder kombinierte Blockade von TLR2, TLR4 und Dectin-1 abgeschwächt wurde. Ebenso wurde die Phagozytoseaktivität neutrophiler Granulozyten gegenüber R. arrhizus-Konidien durch Blockade von TLR4 und Dectin-1 deutlich reduziert.
Im Gegensatz zu A. fumigatus induzierten sowohl ruhende Konidien als auch ausgekeimte Stadien (Keimschläuche und Hyphen) von R. arrhizus eine robuste pro-inflammatorische Zytokinantwort durch moDCs. Nach Inhibition der Dectin-1 Expression durch RNA-Interferenz zeigte sich die Transkription und Sekretion von Interleukin-1β in Gegenwart aller drei untersuchten Morphotypen von 
R. arrhizus deutlich vermindert (Transkription um 46 bis 68 % und Sekretion um 75 bis 79 % vermindert). Diese Ergebnisse legen nahe, dass Dectin-1 ein wichtiger Mediator bei der Einleitung der innaten Immunantwort verschiedener Zelltypen gegen R. arrhizus ist. Diese Beobachtung sollte in weiteren Studien eingehender untersucht werden, z. B. um die Eignung von Dectin-1 als Rezeptor für zelltherapeutische Ansätze wie T-Zell-Konstrukte mit chimären Antigen-Rezeptoren zu evaluieren.
N2  - While Aspergillus species remain the most common cause of opportunistic mold infections, emerging pathogens such as Mucorales account for an increasing share of invasive mycoses in immunocompromised patients. Unspecific clinical presentation, lack of reliable biomarkers, and limited therapeutic options contribute to poor outcomes of this devastating infection. Depending on the site of infection, mortality rates of mucormycoses reach up to 100%, highlighting an unmet need for advances in diagnostic and therapeutic strategies. 
To facilitate improvements in immune biomarker development and immunotherapy, better understanding of host defense and host-pathogen interplay is warranted. Therefore, this project sought to assess the activation of proinflammatory immune responses by resting and germinated stages of Rhizopus arrhizus, the most common pathogenic Mucorales species. Furthermore, we aimed to characterize the pattern recognition receptors (PRRs) which are involved in the detection of R. arrhizus. To that end, we co-incubated polymorphonuclear neutrophils (PMNs), peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), monocytes, and monocyte derived dendritic cells (moDCs) from healthy donors with different morphotypes of R. arrhizus and compared immune responses to A. fumigatus stimulation.
Oxidative burst of PMNs was only stimulated by germinated morphotypes of both fungi but not by resting conidia. Inhibition of TLR2, TLR4 and Dectin-1 by specific blocking antibodies significantly reduced the secretion of reactive oxygen species in response to R. arrhizus germlings and hyphae. Similarly, phagocytosis of 
R. arrhizus spores by PMNs was significantly reduced by blockade of TLR4 and Dectin-1, further corroborating a functional role of these receptors in the recognition of Mucorales.
Co-culture studies with PBMCs, monocytes, and moDCs revealed that both resting and germinated stages of R. arrhizus induce a proinflammatory cytokine response of mononuclear phagocytes, whereas conidia of A. fumigatus were largely inert. To determine a functional role of Dectin-1 in the recognition of 
R. arrhizus morphotypes by mononuclear cells, moDCs were transfected with CLEC7A-siRNA, resulting in a knockdown of the Dectin-1 gene. The transfected moDCs were stimulated with different A. fumigatus and R. arrhizus morphotypes and mRNA expression and secretion of IL-1β were determined by qPCR and ELISA. Significantly weaker induction of IL-1β by germinated stages of both fungi and R. arrhizus spores was seen in siCLEC7A-transfected moDCs. Collectively, these results indicate that major pattern recognition pathways with known roles in the detection of A. fumigatus are also pivotal to mount a proinflammatory immune response to R. arrhizus.
KW  - Pattern-Recognition-Receptors
KW  - Rhizopus arrhizus
KW  - Mucormykose
KW  - PRR
KW  - mucormycosis
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-249408
ER  - 
TY  - THES
A1  - Demler, Theresa
T1  - Funktionelle Analyse von patientenspezifischen Mutationen in IKZF1/3 als mögliche Resistenzmechanismen in der Therapie des refraktären und rezidivierten multiplen Myeloms
T1  - Functional analysis of patient-specific mutations in IKZF1/3 as possible resistance mechanisms in the therapy of refractory and relapsed multiple myeloma
N2  - Trotz einer Vielzahl neuer Therapieansätze in den letzten Jahren, die ein längeres Überleben der Patienten ermöglichen, stellt das multiple Myelom weiterhin eine unheilbare Krankheit dar. Der Großteil der Patienten entwickelt letztlich ein rezidiviertes oder refraktäres multiples Myelom (RRMM). Bei Erstdiagnose und bei RRMM sind immunmodulierende Medikamente (IMiDs), wie Lenalidomid, eine bedeutende Therapieoption. Durch die Bindung von Lenalidomid an den CRL4CRBN Ligase Komplex entwickelt dieser eine modifizierte Substratspezifität: die Transkriptionsfaktoren IKZF1 (Ikaros) und IKZF3 (Aiolos) werden ubiquitinyliert und proteasomal abgebaut. Von Krönke et al. (2014) wurde eine 30 Aminosäuren lange Sequenz (Degron) am N-Terminus von IKZF1/3 definiert, die essenziell für die Lenalidomid-Sensitivität ist. Durch Next Generation Sequencing (NGS)-Technologien wurde ein signifikanter Anstieg der Mutationsfrequenz unter Therapie verzeichnet und vier Missense-Mutationen in IKZF1 und eine in IKZF3 bei Patienten mit RRMM identifiziert. Die Mutationen IKZF1-A152T und IKZF3-G159R sind innerhalb der Degron-Sequenz lokalisiert, IKZF1-E170D liegt unmittelbar daneben und IKZF1-Y413C bzw. IKZF1-R439H befinden sich am C-Terminus des Proteins. Für diese mutierten IKZF-Proteine wurden im Rahmen dieser Arbeit Expressionsvektoren kloniert und stabil in humane Myelomzelllinien transfiziert. Durch Western Analysen und funktionelle Assays der Zellviabilität (alamarBlue) bzw. des Zelltods (Annexin V-PI) wurden diese polyklonalen Sublinien bezüglich ihrer Implikationen für die Lenalidomid-Sensibilität untersucht. Nur die IKZF1-Mutationen A152T und E170D führten zu einer verminderten, bei A152T geradezu aufgehobenen, Degradierung von Ikaros nach Lenalidomid-Behandlung. In den funktionellen Analysen führte A152T ebenfalls zu stark verminderter Lenalidomid-Aktivität und zu deutlich höherem Überleben. Obwohl Sleeping Beauty Vektoren mit unterschiedlichen Expressionskassetten für Aiolos eingesetzt wurden, war keine eindeutige Überexpression von IKZF3 feststellbar, daher sind diese Ergebnisse nur eingeschränkt zu verwerten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in vivo bei Patienten aufgetretene und in vitro analysierte Mutationen, gezeigt an der in der Degron-Sequenz lokalisierten Mutation IKZF1-A152T, im Zellmodell eine Resistenz vermitteln und damit Einfluss auf mögliche Therapieresistenzen haben können.
N2  - Numerous therapeutic approaches were developed in recent years and have made a longer survival of patients possible. Nevertheless, multiple myeloma still is an incurable disease, and most patients progress to relapsed and refractory multiple myeloma (RRMM). Immunomodulatory drugs (IMiDs) such as lenalidomide are an important therapeutic option in the treatment of RRMM and newly diagnosed multiple myeloma. Lenalidomide binds to the CRL4CRBN ubiquitin ligase complex and modifies its substrate specificity. As a result, ubiquitination and degradation of the neo-substrates IKZF1 (Ikaros) and IKZF3 (Aiolos), both transcription factors, is induced. Krönke et al. (2014) defined a 30 amino acid sequence (termed degron) at the N-terminal end of IKZF1/3 that is essential for lenalidomide sensitivity. A significant increase in the mutation frequency during therapy was shown through next-generation sequencing (NGS) diagnostics and four missense mutations in IKZF1 and one in IKZF3 in patients with RRMM were identified. The mutations IKZF1-A152T and IKZF3-G159R are located within the degron sequence described by Krönke, IKZF1-E170D lies close to the border of this region and the position of IKZF1-Y413C and IKZF1-R439H is C-terminal. In this thesis, expression vectors were cloned for these mutated IKZF proteins and then stably transfected in human myeloma cell lines. The implications of these identified mutations for their sensitivity to lenalidomide were examined using Western blotting and functional assays: alamarBlue (cell viability assay) and Annexin V-PI (cell death assay). Only the IKZF1 mutations A152T and E170D led to a reduced, for A152T even abrogated, degradation of Ikaros following lenalidomide-incubation. In the functional analyses A152T also strongly diminished lenalidomide activity and caused a considerably higher survival in this subline. Although Sleeping Beauty vectors with different expression cassettes for IKZF3 were used, no distinct overexpression of Aiolos was achieved, and the results obtained for IKZF3 are therefore of limited interpretability. In summary, it was shown that mutations that occurred in patients, namely IKZF1-A152T located within the degron sequence, can confer resistance to lenalidomide-treatment in cell models and implications for therapy resistances are possible.
KW  - Plasmozytom
KW  - Punktmutation
KW  - Resistenz
KW  - Lenalidomid
KW  - Multiples Myelom
KW  - IKZF1
KW  - Ikaros
KW  - IKZF3
KW  - Aiolos
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-248730
ER  - 
TY  - THES
A1  - Buss, Alexa
T1  - Testung verschiedener Strategien für die Regeneration von Knorpeldefekten im Ex vivo-Testsystem
T1  - Evaluation of cartilage regeneration strategies in an osteochondral ex vivo cartilage defect model
N2  - Die Degeneration des Gelenkknorpels ist Hauptursache für chronische Schmerzen und eine dadurch bedingte Einschränkung der Lebensqualität. Für die Sozialversicherungssysteme ist dies mit steigenden Kosten verbunden. Gegenwärtige Behandlungsoptionen wie die Mikrofrakturierung oder die (matrix-assoziierte) Autologe Chondrozytentransplantation (M-) ACT führen zu einem minderwertigen Reparaturgewebe aus Faserknorpel mit unzureichenden mechanischen Eigenschaften an der Defektstelle. Es besteht ein Bedarf an der Entwicklung und Testung neuer Knorpeltherapien, die ein funktionelles Reparaturgewebe für nachhaltige Beschwerdefreiheit erzeugen. Das hier verwendete kürzlich etablierte osteochondrale Ex vivo-Testsystem (EVTS) eignet sich zur Evaluation unterschiedlicher zellbasierter Behandlungsansätze für die Knorpelregeneration.
Aus der medialen Femurkondyle von Schweinen wurden zylindrische 8 mm große osteochondrale Explantate (OCE) isoliert. Es wurden Knorpel-Knochendefekte und reine Knorpeldefekte kreiert und mit autologen Schweine-Chondrozyten (CZ) bzw. einer Mischung aus CZ und mesenchymalen Stammzellen (MSC) gefüllt, die in Kollagen Typ I Hydrogel eingebettet waren. Nach vierwöchiger Kultivierung wurden die Proben histologisch und immunhistochemisch gefärbt (Safranin-O-Färbung, Kollagen Typ II, Aggrekan), die Zellvitalität (Lebend-Tot-Färbung) überprüft und die extrazelluläre Matrixproduktion analysiert. Nach vierwöchiger Kultur im EVTS in Normoxie und Hypoxie zeigten sich die in Kollagen-I-Hydrogel eingebetteten Zellen lebensfähig. Die Auswertung der verschiedenen Ansätze erfolgte über den standardisierten ICRS-II-Score der International Cartilage Repair Society (ICRS) mit drei unabhängigen Bewertern. Insgesamt resultierten bessere Ergebnisse im Hinblick auf die Matrixsynthese in den Monokulturen aus CZ im Vergleich zu den Co-Kulturen aus CZ und MSCs. Da dieser Unterschied nicht groß war, könnten MSCs zur Einsparung autologer CZ eine Alternative in der Behandlung von Knorpeldefekten darstellen. Hypoxie spielte eine Rolle bei reinen Knorpeldefekten, nicht bei Knorpel-Knochendefekten. Dies bestätigt die Bedeutung des physiologischen hypoxischen Milieus des Gelenkknorpels, das einen niedrigen Sauerstoffgehalt von 2-5
VII
% aufweist. Die Ergebnisse zeigen, dass die unterschiedlichen Faktoren aus Zellkombination, Knorpeldefektgröße und Kultivierung in Hypoxie oder Normoxie Einfluss auf die Ausbildung der extrazellulären Matrix haben. Weiterhin fehlt jedoch das Verständnis für die genauen Mechanismen des Knorpelregenerationsverhaltens. Ex vivo-Testsysteme können dabei helfen ein weiteres Verständnis zu erlangen und entsprechende Behandlungsstrategien zu evaluieren.
N2  - Degeneration of articular cartilage is a major cause of chronic pain - impairing the quality of life and rising health care costs. Current treatment options like microfracture, ACT or MACT result in fibrocartilaginous repair tissue with insufficient mechanical properties at the defect site. Hence, new cartilage therapies generating functional repair tissue need to be developed and tested. Here we used a recently established ex vivo osteochondral model to evaluate the therapeutic potential of several cell-based cartilage regeneration approaches.
Reproducible cylindrical 8 mm osteochondral explants (OCE) were isolated from porcine medial condyles. Full-thickness and cartilage-only defects were created and filled with autologous porcine chondrocytes respectively a mixture of chondrocytes and mesenchymal stem cells, embedded in collagen type I hydrogel. After static culture for four weeks, samples were analyzed for cell viability (live/dead staining) and extracellular matrix production, using immunohistochemical staining (Safranin-O-staining, collagen type II, aggrecan).
Embedded cells remain viable after four weeks culture in ex vivo osteochondral model. Outcome of different cartilage regeneration approaches were compared using the recommended guidelines proposed by the International Cartilage Repair Society (ICRS) and ICRS-II-score with three independent evaluators. Overall, the monocultures from CZ performed better than the co-cultures from CZ and MSCs. Since this difference was not large, MSCs could be an alternative in the treatment of cartilage defects to save autologous CZ. Hypoxia played a role in pure cartilage defects, but not in cartilage-bone defects. This confirms the importance of the physiological hypoxic milieu of the articular cartilage, which has a low oxygen content of 2-5 %. The results show that the different factors from cell combination, cartilage defect size and cultivation in hypoxia or normoxia influence the formation of the extracellular matrix. However, there is still no understanding of the exact mechanisms of cartilage regeneration behavior. Ex vivo test systems can help to gain further understanding and to evaluate appropriate treatment strategies.
KW  - cartilage
KW  - test system
KW  - Knorpel
KW  - in vitro Testsystem
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-246714
ER  - 
TY  - THES
A1  - Feldheim, Jonas Alexander
T1  - ATF5-Expression und MGMT-Promotormethylierungsänderungen in glialen Tumoren
T1  - ATF5-expression and alterations of the MGMT promoter methylation status in glial tumors
N2  - Die WHO-Klassifikation der Hirntumoren von 2016 ebnete den Weg für molekulare Marker und Therapie-Angriffspunkte. Der Transkriptionsfaktor ATF5 könnte ein solcher sein. Er unterdrückt die Differenzierung von neuronalen Vorläuferzellen und wird in Glioblastomen (GBM) überexprimiert. Daten zur ATF5-Expression in WHO Grad II Gliomen (LGG) und GBM-Rezidiven sind nur spärlich vorhanden. Daher untersuchten wir 79 GBM, 40 LGG und 10 Normalhirnproben auf ihre ATF5-mRNA- und Proteinexpression mit quantitativer Echtzeit-PCR bzw. Immunhistochemie und verglichen sie mit multiplen, retrospektiv erhobenen klinischen Charakteristika der Patienten. ATF5 war in LGG und GBM verglichen zum Normalhirn sowohl auf mRNA-, als auch Proteinebene überexprimiert. Obwohl die ATF5-mRNA-Expression im GBM eine erhebliche Fluktuationsrate zeigte, gab es keine signifikanten Expressionsunterschiede zwischen GBM-Gruppen unterschiedlicher biologischer Wachstumsmuster. ATF5-mRNA korrelierte mit dem Alter der Patienten und invers mit der Ki67-Färbung. Kaplan Meier- und Cox-Regressionsanalysen zeigten eine signifikante Korrelation der ATF5-mRNA-Expression mit dem Überleben nach 12 Monaten sowie dem progressionsfreien Überleben. Die Methylierung des Promotors der O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferase (MGMT) ist ein etablierter Marker in der Therapie des GBMs. Sie ist mit dem therapeutischen Ansprechen auf Temozolomid und dem Überleben assoziiert. Uns fielen inzidentell Veränderungen der MGMT-Promotormethylierung auf, woraufhin wir den aktuellen Wissensstand mittels einer ausführlichen Literatur-Metaanalyse zusammenfassten. Dabei fanden wir Veränderungen der MGMT-Promotormethylierung bei 115 der 476 Patienten. Wir schlussfolgern, dass die ATF5-mRNA-Expression als prognostischer Faktor für das Überleben der Patienten dienen könnte. Da seine in vitro-Inhibition zu einem selektiven Zelltod von Gliomzellen führte und wir eine Überexpression in glialen Tumoren nachweisen konnten, zeigt ATF5 Potential als ubiquitäres Therapieziel in Gliomen. Zum aktuellen Zeitpunkt ergibt sich keine klare Indikation, den klinischen Standard der MGMT-Teststrategie zu verändern. Trotzdem könnte eine erneute Testung der MGMT-Promotormethylierung für zukünftige Therapieentscheidungen sinnvoll sein und wir regen an, dass dieses Thema in klinischen Studien weiter untersucht wird.
N2  - The 2016 WHO classification for brain tumors signaled a major paradigm shift and paves the way for molecular markers and molecular targets. One such target could be the transcription factor ATF5. It suppresses differentiation of neuroprogenitor cells and is overexpressed in glioblastoma (GBM). Data on ATF5 expression in glioma of WHO grade II (LGG) are scarce and lacking on recurrent GBM. Therefore, we examined 79 GBM, 40 LGG and 10 normal brain (NB) specimens for their ATF5-mRNA and protein expression by quantitative real-time PCR and immunohistochemistry, respectively, and compared it to multiple retrospectively obtained clinical characteristics of the patients. ATF5-mRNA was overexpressed in LGG and GBM compared to NB on mRNA and protein level. Although ATF5-mRNA expression in GBM showed a considerable fluctuation range, GBM groups of varying biological behavior were not significantly different. ATF5-mRNA correlated with the patients' age and inversely with Ki67-staining. Kaplan-Meier analysis and Cox regression indicated that ATF5-mRNA expression was significantly associated with survival after 12 months and progression-free survival. Methylation of the O6-Methylguanin DNA methyltransferase (MGMT) promoter is a well-established strong prognostic factor in the therapy of GBM. It is associated with an improved response to chemotherapy with temozolomide and longer overall survival. We made the incidental finding of patients with changing MGMT promoter methylation during the clinical course, which prompted us to further investigate this topic. Indeed, a meta-analysis of the literature revealed changes in MGMT promoter methylation in 115 of 476 patients. To conclude, ATF5-mRNA expression could be identified as an additional, though not independent factor correlating with patients‘ survival. Since its inhibition might lead to the selective death of glioma cells, it might serve as a potential ubiquitous therapeutic target in astrocytic tumors. Clinical implications of the observed changes in MGMT promoter methylation are still ambiguous and do not yet support a change in clinical practice. However, retesting MGMT methylation might be useful for future treatment decisions and we encourage clinical studies to address this topic. 
KW  - Glioblastom
KW  - Gliom
KW  - Biomarker
KW  - Methylierung
KW  - O(6)-Methylguanine-DNA Methyltransferase
KW  - MGMT
KW  - ATF5
KW  - Therapie
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-243208
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schott, Lea Marie
T1  - In vitro Untersuchung zur Genotoxizität ausgewählter Pyrrolizidinalkaloide
T1  - Assessment of in vitro genotoxicity of selected pyrrolizidine alkaloids
N2  - Pyrrolizidinalkaloide (PA) sind sekundäre Pflanzenstoffe, welche über Nahrungsmittel in den menschlichen Organismus gelangen können. Zahlreiche Studien belegen, dass PA in der Leber verstoffwechselt und dabei in aktive genotoxische Metabolite umgewandelt werden. Diese verursachen vor allem in der Leber zelluläre Schäden, was sich klinisch in Form einer hepatischen venösen okklusiven Leberkrankheit, aber auch in der Entstehung von Tumoren zeigt. Die vorliegende Arbeit testet das genotoxische Potential der drei PA Lasiocarpin, Senecionin und Seneciphyllin anhand der Leberzelllinie Huh6 mit Hilfe des Mikrokerntests. Darüber hinaus wird die Wirkung von Lasiocarpin auf den intrazellulären Glutathion-Gehalt, die Superoxidproduktion und das mitochondriale Membranpotential analysiert. Zudem werden sowohl der eventuell negative Einfluss einer Glutathion Depletion, als auch die möglicherweise schützenden Effekte des pflanzlichen Antioxidans Delphinidin in Bezug auf die Genotoxizität von Lasiocarpin untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass alle drei ausgewählten PA einen signifikanten Anstieg der Mikrokernfrequenz bewirken.Unsere Messungen zeigten für Lasiocarpin eine dezente Reduktion des Glutathion Gehalts. Dagegen führte eine Glutathion-Depletion in den Huh6 Zellen zu keiner Steigerung der Genotoxizität von Lasiocarpin. In Kombination mit dem Antioxidans Delphinidin zeigte sich für Lasiocarpin eine signifikante Reduktion der Mikrokernfrequenz. Abschließend ist anzumerken, dass in Zukunft vor allem die Wechselwirkung der PA untereinander und mit anderen (Pflanzen-)bestandteilen für eine verbesserte Risikoabschätzung der PA-Exposition untersucht werden sollte.
N2  - Pyrrolizidine alkaloids (PA) are secondary plant metabolites that can enter the human organism via food. Numerous studies showed that PA are metabolized in the liver and converted into active genotoxic metabolites. This causes cellular damage, particularly in the liver, which is clinically manifested in the "veno-occlusive-disease". It can also induce the development of tumors. This dissertation investigates the genotoxic potential of the three PA lasiocarpine, senecionine and seneciphylline in the liver cell line Huh6 using the micronucleus test. Furthermore, the effect of lasiocarpine on intracellular glutathione content, superoxide production and mitochondrial membrane potential are analyzed. In addition, the possible negative influence of glutathione depletion as well as the possible protective effects of the plant antioxidant delphinidin on the genotoxicity of lasiocarpine are investigated. It could be shown that all three selected PA cause a significant increase of the micronucleus frequency. Our measurements showed a small reduction of the glutathione content by treatment with lasiocarpine. In contrast, glutathione depletion in Huh6 cells did not lead to an increase in genotoxicity of lasiocarpine. In combination with the antioxidant delphinidin, micronucleus induction by lasiocarpine was reduced. In conclusion, it should be noted, that in the future, the interaction of different PA with each other, but also with other (plant-)components, should be investigated for an improved risk assessment of PA exposure.
KW  - Pyrrolizidinalkaloide
KW  - Lasiocarpin
KW  - Senecionin
KW  - Seneciphyllin
KW  - Huh6
KW  - Genotoxizität
KW  - lasiocarpine
KW  - senecionine
KW  - seneciphylline
KW  - huh6
KW  - genotoxicity
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-241716
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lippert, Malte
T1  - Die Rolle von CD84 in der Immunzellrekrutierung der Atherosklerose
T1  - The role of CD84 in the immune cell recruitment of atherosclerosis
N2  - CD84 ist ein Transmembran-Glykoprotein vom Typ 1, welches ein Mitglied der Familie der SLAM 5 ist. Es ist ein homophiles Adhäsionsmolekül, das von unterschiedlichen Immunzellpopulationen exprimiert wird, einschließlich Monozyten, Makrophagen, Granulozyten, T-Zellen, dendritischen Zellen und Mastzellen, die im Zusammenhang mit der Entstehung der Atherosklerose stehen. 
Um die funktionelle Bedeutung von CD84 in der Pathogenese der Atherosklerose bestimmen zu können, wurden CD84-/- Mäuse mit ApoE-/- Mäusen gekreuzt, um Tiere zu erhalten, die CD84-defizient und anfällig für Atherosklerose waren.
Die Bedeutung dieses Moleküls für die Atherogenese sowie für die Adhäsion, Transmigration, Immunzellrekrutierung allgemein und Integrinexpression und -aktivierung wurde im Mausmodell in vivo und in vitro untersucht.
Nach acht und 16 Wochen pro-atherogener, fettreicher Western-Type Diät waren die Ausprägung der atherosklerotischen Läsionen in der Aortenwurzel, sowie deren Gehalt an Makrophagen in den ApoE-/-.CD84-/- Tieren im Vergleich zu den ApoE-/- Kontrolltieren signifikant vermindert.
Weiter zeigten die Ergebnisse, dass die Viabilität von Makrophagen, denen CD84 fehlte, in vitro nicht verändert war.
Der Einfluss von CD84 auf die akute Immunzellrekrutierung wurde mittels verschiedener in vivo und in vitro Experimente untersucht. Eine verminderte Rekrutierung von CD84-/- proinflammatorischer Ly6Chigh Monozyten konnte in vivo im Rahmen des Hintergliedmaßen-Ischämiemodells festgestellt werden, nicht hingegen im Air pouch-Modell.
Es konnte weiterhin weder eine Veränderung der Adhäsion und chemotaktischen Transmigration von Monozyten in vitro noch der Immunzellrekrutierung in atherosklerotische Läsionen in Ldlr-/- Mäusen in vivo bei Abwesenheit von CD84 festgestellt werden.
Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass CD84 zwar keine Bedeutung für die Integri-nexpression auf Monozyten hat, jedoch für die adäquate Aktivierung von LFA-1 auf T-Zellen.
Diese Arbeit trägt summa summarum zum verbesserten Verständnis des Prozesses der Atherogenese sowie der funktionellen Bedeutung von CD84 innerhalb dieses Prozesses sowie im Rahmen der Immunzellrekrutierung und Integrinaktivierung bei.
Diese Erkenntnisse könnten in Zukunft dabei helfen, durch die Entwicklung neuer phar-makologischer Therapieansätze, spezifischer in von CD84 mitregulierte inflammatorische Prozesse, wie die Atherosklerose, einzugreifen.
Dies könnte im Zusammenspiel mit Forschungsarbeiten gelingen, die weitere präzise Erkenntnisse zu spezifischen funktionellen Eigenschaften von CD84 hinsichtlich der Im-munzellrekrutierung und Integrinaktivierung liefern.
N2  - CD84 is a type 1 transmembrane glycoprotein which is a member of the SLAM 5 family. It is a homophilic adhesion molecule expressed by different immune cell populations, including monocytes, macrophages, granulocytes, T cells, dendritic cells and mast cells, which are associated with the development of atherosclerosis. 
To determine the functional role of CD84 in the pathogenesis of atherosclerosis, CD84-/- mice were crossed with ApoE-/- mice to generate animals that were CD84-deficient and susceptible to atherosclerosis.
The importance of this molecule for atherogenesis as well as for adhesion, transmigration, immune cell recruitment in general and integrin expression and activation was investigated in vivo and in vitro in the mouse model.
After eight and 16 weeks of pro-atherogenic, high-fat western type diet, the expression of atherosclerotic lesions in the aorta and the macrophage content of the ApoE-/-.CD84-/- animals was significantly reduced compared to the ApoE-/- control animals.
Furthermore, the results showed that the viability of macrophages lacking CD84 was not altered in vitro. 
The influence of CD84 on acute immune cell recruitment was investigated by different in vivo and in vitro experiments. A reduced recruitment of CD84-/- proinflammatory Ly6Chigh monocytes was observed in vivo in the murine model of hindlimb ischemia, but not in the air pouch model. 
Furthermore, neither an alteration in adhesion and chemotactic transmigration of monocytes in vitro nor in immune cell recruitment to atherosclerotic lesions could be detected in Ldlr-/- mice in vivo in the absence of CD84.
Furthermore, it could be shown that although CD84 is not important for integrin expres-sion on monocytes, it is important for the adequate activation of LFA-1 on T cells.
In summary, this work contributes to the further understanding of the process of atherogenesis and the functional significance of CD84 within this process as well as in the con-text of immune cell recruitment and integrin activation.
These findings may help to develop new pharmacological therapeutic approaches to inter-vene more specifically in inflammatory processes co-regulated by CD84, such as atherosclerosis.
Research that address the specific functional characteristics of CD84 with respect to immune cell recruitment and integrin activation could help to further resolve the contribution of CD84 to atherosclerosis.
KW  - Arteriosklerose
KW  - Immunozyt
KW  - Monozyt
KW  - Atherosklerose
KW  - CD84
KW  - Immunzellrekrutierung
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-229249
ER  - 
TY  - THES
A1  - Mayer, Stefanie
T1  - Differenzierte β-Arrestin2 Rekrutierung am μ-Opioid Rezeptor durch klinisch eingesetzte Opioide
T1  - Differential Opioid-induced β-Arrestin2 Recruitment at the μ-Opioid Receptor Using Clinically Relevant Opioids
N2  - Opioide gehören zu den potentesten Analgetika für die Behandlung akuter und chronischer Schmerzen, werden jedoch in ihrer Anwendung durch analgetische Toleranz aber auch Nebenwirkungen wie Abhängigkeit, Atemdepression und Obstipation limitiert. Opioid-Analgetika vermitteln dabei nahezu alle klinisch relevanten Wirkungen durch Stimulation des μ-Opioidrezeptors, einem G- Protein-gekoppelten Rezeptor. Die „klassische“ Signaltransduktion durch Aktivierung inhibitorischer Gi/0-Proteine kann durch G-Protein gekoppelte Rezeptorkinasen (GRKs) und β-Arrestine negativ reguliert werden. Zusätzlich können durch β-Arrestin-Bindung an den Rezeptor G-Protein-unabhängige Signalwege aktiviert werden. Die genauen Mechanismen wie β-Arrestin- assoziierte Rezeptordesensibilisierung, -internalisierung und G-Protein- unabhängige Signalwege an der physiologischen Antwort und insbesondere an Toleranzentwicklung und Abhängigkeit von Opioid-Analgetika beteiligt sind, können bislang nicht ausreichend erklärt werden.
In dieser Arbeit konnte in HEK293-Zellen mit Lebendzell-Konfokalmikroskopie und Luciferase-Komplementierung für 17 Opioide eine differenzierte β-Arrestin2- Rekrutierung zum μ-Opioidrezeptor gezeigt werden. Von den untersuchten Opioiden sind 13 häufig eingesetzte Opioid-Analgetika. Durch die Erstellung detaillierter pharmakologischer Profile ließen sich die Opioide bezüglich ihres β- Arrestin2-Rekrutierungsvermögens in Voll-, Partial und Antagonisten eingruppieren. Bemerkenswert war die fehlende β-Arrestin2-Rekrutierung für Buprenorphin, Tramadol und Tilidin, sodass diese interessante Substanzen für weitere Untersuchungen in physiologischerem Kontext sind. Durch Überexpression von GRK2 konnte die β-Arrestin2-Rekrutierung insbesondere für Partialagonisten gesteigert werden, was die Abhängigkeit der β-Arrestin- Rekrutierung vom GRK-Expressionslevel, das in verschiedenen Assays und Gewebetypen variieren kann, zeigt. Außerdem konnte ein heterogenes Bild der Rezeptorregulierung demonstriert werden, welches indirekt durch Endozytosehemmung unter Verwendung von Dynamin-Inhibitoren erfasst wurde. Die erhobenen Daten dienen als Anknüpfungspunkt für weiteren Arbeiten auf dem Gebiet der μ-Opioidrezeptorregulation. Ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen ist nötig, um sichere und nebenwirkungsärmere Opioid-Analgetika entwickeln zu können.
N2  - Opioids remain among the most effective analgesics for the treatment of acute and chronic pain, but their clinical use is limited by analgesic tolerance and other side effects including dependence, respiratory depression and obstipation. Opioid analgesics exert nearly all their clinically relevant actions through stimulation of µ-opioid receptors, which belong to the family of G Protein-coupled receptors. “Classical” signaling through activation of inhibitory Gi/o Proteins can be negatively regulated via G Protein-coupled receptor kinases and β-Arrestins. Additionally, recruitment of β-Arrestins to the µ-opioid receptor can transduce G Protein independent signals. The detailed mechanisms how β-Arrestin-induced receptor desensitization, internalization and G Protein independent signaling mediate physiological effects including tolerance and dependence remains unclear. 
In this study using confocal live-cell imaging and split luciferase complementation in HEK293 cells 17 opioids showed differential β-Arrestin2 recruitment to the µ-opioid receptor. Of the opioids under investigation, 13 are frequently administered opioid analgesics. Detailed pharmacologic profiles of these opioids allowed for grouping into full agonists, partial agonist and antagonists in regards to β-Arrestin2 recruitment. Surprisingly, β-Arrestin2 recruitment was not detected for Buprenorphin, Tramadol and Tilidin, making these substances interesting candidates for further investigations in a more physiological setting. Overexpression of GRK2 led to increased β-Arrestin2 recruitment especially for partial agonists. This demonstrates the dependence on GRK expression level for β-Arrestin recruitment, which can vary between assays or cell types. Furthermore different opioids showed a heterogenous receptor regulation, assessed by inhibition of receptor endocytosis using dynamin inhibitors.
The collected data serve as basis for further research on µ-receptor regulation. Better understanding of the molecular mechanisms is necessary for the development of safer opioid analgesics with fewer side effects.
KW  - Opiatrezeptor
KW  - µ-Opioid Rezeptor
KW  - Opioide
KW  - G-Protein gekoppelte Rezeptoren
KW  - Arrestine
KW  - beta-Arrestin2
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-240949
ER  -