RT Dissertation/Thesis
T1 Entwicklung und Charakterisierung des rekombinanten, bifunktionalen Proteins SDF1-GPVI und dessen Einfluss auf die myokardialen Reparaturmechanismen
A1 Ziegler,Melanie
WP 2012/09/27
AB Herz- und Kreislauferkrankungen wie Herzinfarkt, Arteriosklerose und koronare Herzerkrankung stellen heutzutage weltweit die häufigste Todesursache dar. Daher besteht großes Interesse an der Entwicklung innovativer, therapeutischer Stategien zur Behandlung kardiovaskulärer Erkrankungen. Speziell nach Myokardinfarkt ist es von großer Bedeutung die Reparaturmechanismen des Myokards zu unterstützen, um damit die Herzfunktion zu erhalten und die Narbenbildung zu verringern.
Das Chemokin ?stromal cell-derived factor-1? (SDF-1) spielt beim Stammzellhoming eine bedeutende Rolle und wird nach Myokardinfarkt hochreguliert. Es konnte bereits gezeigt werden, dass die SDF-1/CXCR4 Achse bei myokadialen Reparaturmechanismen von entscheidender Bedeutung ist. Um SDF-1 gezielt im ischämischen Myokard hochzuregulieren wurde in dieser Arbeit das Chemokin mit einer Ankerstrukur kombiniert. Die Ankerstruktur besteht aus dem löslichen Glykoprotein VI (GPVI). GPVI ist der Hauptkollagenrezeptor der Thrombozyten und bindet an nahezu alle Arten von Kollagen und viele weitere Bestandteile der Extrazellulären Matrix wie z.B. Fibronektin und Vitronektin. Da diese Matrixproteine nach Verletzung freiliegen, akkumuliert das bifunktionale Protein, über die Bindung von GPVI an die Matrixproteine, an die verletzte Stelle.
In dieser Arbeit wurde die Herstellung dieses bifunktionalen Proteins, bestehend aus SDF-1 und GPVI, dargestellt. Es folgten Funktionsanalysen, die zeigten, dass beide Domänen (die SDF-1- und die GPVI-Domäne) funktionell sind und das gebildete, rekombinante SDF1-GPVI auch bifunktionell wirksam ist. In weiteren in vitro Versuchen wurde das Protein genauer charakterisiert und gezeigt, dass es die Chemotaxis von hämatopoetischen Progenitorzellen (HPCs) triggert, die Differenzierung von HPCs in Endothelzellen beschleunigt und verstärkt, und das Überleben von HPCs, den sogenannten ?Survival?, unter-stützt. Mittels des ?Chorioallantoic Membrane? (CAM) Assays konnte zudem dargestellt werden, dass SDF1-GPVI pro-angiogen wirkt. Vor Durchführung weiterer in vivo Untersuchungen zeigte eine pharmakokinetische Studie, dass SDF1-GPVI eine biologische Halbwertszeit von >48 h hat. Nach Induzierung eines Myokardinfarktes mittels des transienten Ischämie/Reperfusionsmodell bei der Maus konnte gezeigt werden, dass SDF1-GPVI die Akkumulation von Stammzellen im ischämischen Myokard erhöht. Durch eine Kombinationsbehandlung von G-CSF und SDF1-GPVI konnte nach 28 Tagen eine signifikant verringerte Infarktgröße erreicht werden und die Herzfunktion signifikant gesteigert werden. Weitere positive Effekte im ischämischen Myokard waren die verstärkte Neovaskularisierung 7 und 28 Tage nach Myokardinfarkt und die Erhöhung der CXCR4-positiven Zellen nach 7 Tagen.
Das bifunktionale Protein SDF1-GPVI stellt damit einen vielversprechenden, therapeutischen Ansatz zur Unterstützung der Reparaturmechanismen nach Myokardinfarkt dar.
K1 Herzinfarkt
K1 Chemokine CXCL12
K1 Regeneration
K1 hämatopoetische Progenitorzellen
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2012/754