dc.contributor.author
Dieckhoff, Britta Alexandra
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:51:20Z
dc.date.available
2007-10-04T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12569
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16767
dc.description
0\. Titelblatt und Inhaltsverzeichnis
1\. Einleitung 1
2\. Material 20
3\. Methoden 27
4\. Ergebnisse 53
5\. Diskussion 98
6\. Zusammenfassung 125
7\. Literaturverzeichnis I
8\. Anhang a
dc.description.abstract
Die Xenotransplantation porziner Zellen, Gewebe und Organe bietet eine
Möglichkeit, den immensen Mangel an geeigneten allogenen Transplantaten zu
überbrücken. Die Grundvoraussetzung ist hierbei neben der Lösung
immunologischer und physiologischer Probleme hinsichtlich Akzeptanz und
Funktionalität des Xenotransplantats im Rezipienten, die mikrobiologische
Sicherheit. Den zu den ?-Retroviren, von welchen viele in der Lage sind,
Leukämien und Immundefizienzen auszulösen, gehörenden porzinen endogenen
Retroviren wird dabei eine besondere Bedeutung beigemessen, da sie im Genom
aller Schweine integriert sind und nicht wie die meisten anderen Pathogene
durch SPF-Zucht eliminiert werden können. Auch die Entfernung der Viren durch
knock-out-Verfahren wird als äußert schwierig angesehen, da PERVs mit mehr als
50 Kopien an verschiedenen Loci des porzinen Genoms integriert sind. Obwohl
PERVs humane Zellen in vitro infizieren können, wurde weder in
Infektionsstudien noch in ersten experimentellen Xenotransplantationen eine
PERV-Übertragung beobachtet. In Anbetracht der besonderen Situation bei einer
Xenotransplantation, der Exposition porziner Zellen und Organe im
immunsupprimierten Organismus über mehrere Jahre, ist das Risiko einer PERV-
Übertragung auf den Rezipienten nicht auszuschließen. Vor diesem Hintergrund
war das Ziel der vorliegenden Arbeit, einen Beitrag zur Evaluierung der
Virussicherheit sowie zur Prävention der Virusübertragung bei der
Xenotransplantation zu leisten. Nachdem im Rahmen dieser Arbeit gezeigt werden
konnte, dass die PERV-Expression in unterschiedlichen Schweinerassen,
innerhalb eines Wurfes derselben Rasse sowie gewebsspezifisch variiert und die
Selektion geeigneter Schweine mit einer stabilen und geringen PERV-Expression
somit schwierig ist, wurden weitere Strategien zur Prävention der PERV-
Übertragung entwickelt. Basierend auf dem Mechanismus der RNA-Interferenz
wurden shRNA-transgene Schweine mit um 95% verminderter PERV-Expression
generiert, die in Zukunft zu mikrobiologisch sicheren Xenotransplantaten
beitragen könnten. Weiterhin erfolgte im Rahmen dieser Arbeit die Entwicklung
von Impfstoffstrategien zur Prävention der PERV-Übertragung. Auf Basis des
viralen Hüllproteins konnten in zwei Spezies (Ratten und Ziegen)
neutralisierende Antikörper gegen PERV sowie das phylogenetisch eng verwandte
Koala Retrovirus (KoRV) induziert werden, die in der Lage waren eine PERV-
bzw. KoRV-Infektion in vitro zu 100% zu neutralisieren. Ein solcher Impfstoff
könnte nach Klärung eventueller negativer Auswirkungen auf die Akzeptanz des
Transplantats zur Impfung der Rezipienten eingesetzt werden. Weiterhin konnten
im Rahmen dieser Arbeit erste Hinweise auf eine erhöhte PERVExpression in
porzinen Melanomen gewonnen werden. Diese Beobachtung demonstriert die große
Bedeutung der bisher unternommenen Anstrengungen geeignete Strategien zur
Prävention der PERV-Übertragung zu entwickeln.
de
dc.description.abstract
Xenotransplantation of porcine cells, tissues and organs may offer a solution
to the severe shortage of suitable allografts. In addition to overcoming
immunological rejection and problems with the physiological functionality of
the xenograft, a basic requirement for xenotransplantation is to ensure
microbiological safety. Porcine endogenous retroviruses that belong to the
family of ?-retroviruses of which many members are able to induce leukemias
and immunodeficiencies are of particular importance. They are an integrated
part of the porcine genome and cannot be eliminated by selective breeding
under SPF conditions, as is the case for most other pathogens. Eliminating
these viruses may prove difficult due to the fact that over 50 PERV copies are
integrated into the porcine genome at different loci. Although PERVs are able
to infect human cells in vitro, PERV transmission has not been observed during
infectivity studies or following the first experimental xenotransplantations.
However, given the special situation during xenotransplantation, i.e. the
presence of porcine cells and organs within an immunosuppressed host over a
period of several years, the risk of a PERV transmission cannot be excluded.
Against this background, the aim of this dissertation was to contribute to the
evaluation of safety as well as to the prevention of virus transmission during
xenotransplantation. The demonstration of variable PERV expression in
different breeds of pig, in litters of the same race and even in different
tissues of individual animals, indicates that selection of pigs with a low and
stable level of PERV expression may prove difficult. Additional strategies for
preventing PERV transmission were therefore developed. Based on the mechanism
of RNA interference, shRNA transgenic pigs demonstrating a drastically (95%)
reduction of PERV expression were generated. Such animals could provide a
source of virologically safe xenografts in the future. In addition, as part of
this work, vaccine strategies to prevent PERV transmission were addressed.
Antibodies able to fully neutralize both PERV and the phylogenetically related
koala retrovirus (KoRV) in vitro were induced in two species using an
immunogen based of the viral envelope protein. After resolving the negative
consequences on xenograft acceptance that potentially might occur, such a
vaccine could be used to pre-vaccinate xenograft recipients. Finally, this
work provides the first evidence of elevated PERV expression in porcine
melanomas, again demonstrating the importance of developing appropriate
measures to prevent PERV transmission to humans.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Xenotransplantation
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Xenotransplantation und porzine endogene Retroviren (PERV): Evaluierung des
Risikos und Prävention der Virusübertragung
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Reinhard Kurth
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Rupert Mutzel
dc.date.accepted
2007-10-01
dc.date.embargoEnd
2007-10-09
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000002762-2
dc.title.translated
Xenotransplantation and porcine endogenous retroviruses (PERV): Evaluation of
the risk and prevention of virus transmission
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
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FUDISS_thesis_000000002762
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2007/661/
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