dc.contributor.author
Tank, Juliane
dc.date.accessioned
2018-06-07T19:52:10Z
dc.date.available
2017-06-21T14:27:42.414Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/6495
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-10694
dc.description.abstract
Herzinsuffizienz stellt mit einer Prävalenz von über 23 Millionen weltweit
eines der größten Gesundheitsprobleme dar (Roger, 2013). Bei etwa einem
Zehntel der Betroffenen wird eine inflammatorische DCM (DCMi) diagnostiziert
(Felker et al., 2000) und stellt eine Hauptursache für Herzinsuffizienz und
plötzlichen Herztod bei Kindern und jungen Erwachsenen dar (Kallwellis-Opara
et al., 2007). Eine DCMi kann sich aus einer Myokarditis entwickeln und wird
neben inflammatorischen Prozessen durch eine abnehmende Kardiokontraktilität,
progressive Fibrose und Ventrikeldilatation charakterisiert (Kania et al.,
2013). Die Behandlung erfolgt derzeit nur symptomatisch. Im fortgeschrittenen
Stadium der DCM ist die Implantation eines Defibrillators indiziert. Durch den
unaufhaltsamen Verlauf kann bis zur Herztransplantation die Implantation eines
externen ventrikulären Unterstützungssystems erforderlich sein (Chen et al.,
1999). Bei einer umfassenden Mikroarray- Analyse von Kardiomyopathiepatienten
ergaben sich für die CCN- Mitglieder Cyr61, CTGF und WISP1 Hinweise auf
erhöhte Expressionslevel (Wittchen et al., 2007). Im Rahmen dieser Arbeit
wurde dieser Befund mittels Endomyokardbiopsien (EMB) von DCM- Patienten sowie
murinen Modellen des Myokardinfarkts und der CVB3- Myokarditis evaluiert.
Dabei zeigte sich besonders für das profibrotisch wirkende CTGF eine
auffällige Induktion der Genexpression. Daher wurde der Fokus auf dieses
Mitglied der CCN- Familie gelegt. Zusätzliche statistische
Korrelationsanalysen stellten für viele, an Inflammation, Fibrose und
Signaling beteiligte Gene einen Zusammenhang mit der CTGF- Expression dar. Um
die Funktion, die CTGF bei den pathologischen Prozessen einer Kardiomyopathie
einnimmt, zu untersuchen, sollte dessen Expression mittels vektorvermittelter
RNA- Interferenz manipuliert werden. Dafür wurde ein murines,
transduzierbares, kardiofibroblastisches Zellkulturmodell etabliert. Die
Transdifferenzierung der murinen Fibroblasten zu Myofibroblasten als
wesentlicher Faktor bei Fibrose wurde durch mechanische Aktivierung
unterstützt. Dadurch wurden eine Vielzahl fibrose- und
inflammationsassoziierter Gene induziert. Durch die Suppression von CTGF
konnte dieser Induktion entgegengewirkt werden und eine deutlich verringerte
Splenozytenmigration gezeigt werden. Für den Transfer der vektorvermittelten
CTGF- Suppression in humane Kardiofibroblasten aus EMB war aufgrund der
geringen Expression von CAR die Verwendung eines Transduktionsenhancers
unabdingbar. Hier wurde durch die Verwendung von Polybrene ein effektiver und
effizienter Transgentransfer etabliert. Trotz vergleichbarer
Transduktionsraten stellten sich die CTGF- Depletion und die damit assoziierte
veränderte Expression von profibrotischen und proinflammatorischen Genen eher
heterogen dar. Die Gründe dafür können vielfältig sein. Neben der Form der
DCM, können auch die medikamentöse Behandlung der Spenderpatienten und SNPs in
der Erkennungssequenz der verwendeten shRNA wichtige Faktoren sein, die weiter
untersucht werden sollten. Dennoch konnte ein effektives
Vektortransduktionsprotokoll für humane Kardiofibroblasten etabliert werden.
Durch die Inhibition der CTGF- Expression kann also sowohl Fibrose als auch
Inflammation positiv beeinflusst werden. Damit kann mit diesem RNAi- basierten
Ansatz ein vielversprechendes Potential bei der therapeutischen Anwendung
aufgezeigt werden.
de
dc.description.abstract
Heart failure is one of the major public health problems with a prevalence of
more than 23 million worldwide (Roger, 2013). One tenth of the affected
population (Felker et al., 2000) is diagnosed with inflammatory cardiomyopathy
DCM (DCMi) which is a major cause of cardiac insufficiency and sudden cardiac
death in children and adolescents. (Felker et al., 2000) DCMi may result from
myocarditis and is characterized by an increasing reduction in cardiac
contractility, progressive fibrosis and dilatation of the ventricles in
addition to the inflammatory processes (Kania et al., 2013). Treatment usually
occurs symptomatically. At advanced late-stage disease, implantation of a
defibrillator is indicated and continuing progression often requires the
implantation of external ventricular support systems until heart
transplantation is performed (Chen et al., 1999). In a comprehensive
microarray study of cardiomyopathy patients, evidences for increased
expression level were found for the CCN gene family members Cyr61, CTGF and
WISP1 (Wittchen et al., 2007). In the context of this dissertation, these
findings were confirmed by endomyocardial biopsies of DCM patients as well as
murine models of myocardial infarction and CVB3 myocarditis. A remarkable
induction of gene expression was found especially for CTGF, which was
described as profibrotic. Consequently, this work focuses on CTGF as a member
of the CCN family. Additional statistical correlation analyzes showed an
association of CTGF expression with several genes involved in inflammation,
fibrosis, and signaling. To investigate the function of CTGF in pathologic
processes of cardiomyopathy, its expression was manipulated using vector-
mediated RNA interference. For this purpose, a murine, transduceable,
cardiofibroblastic cell culture model was established. The
transdifferentiation of murine fibroblasts to myofibroblasts as an essential
factor in fibrosis was supported by mechanical activation. Thus, a variety of
fibrosis- and inflammation-associated genes were induced. The RNAi-mediated
suppression of CTGF was able to counteract this induction and, moreover
significantly reduced the migration of splenocytes. For the transfer of the
vector-mediated CTGF suppression into human cardiofibroblasts from
endomyocardial biopsies, the use of a transduction enhancer was indispensable
due to the low expression of CAR. An effective and efficient transgene
transfer was established by the use of polybrene. Despite comparable
transduction rates, CTGF depletion and the associated altered expression of
profibrotic and proinflammatory genes were heterogeneous. The reasons for this
could be manifold. In addition to the form of DCM, the drug treatment of the
donor and SNPs in the recognition sequence of the used shRNA potentially
display important factors which should be further investigated. Nevertheless,
an effective vector transduction protocol for human cardiofibroblasts was
established. By inhibition of the expression of CTGF both fibrosis and
inflammation can be positively influenced. Hence this RNAi-based approach
demonstrates a promising potential for therapeutic application.
en
dc.format.extent
VII, 183 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Kardiofibroblasten
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Analyse und RNAi- vermittelte Suppression von CTGF als proinflammatorischer
und profibrotischer Mediator in murinen und humanen kardialen Fibroblasten
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Wolfgang Poller
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. rer. nat. Rupert Mutzel
dc.date.accepted
2017-05-31
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000104928-1
dc.title.translated
Analysis and RNAi- mediated suppression of CTGF as a proinflammatory and
profibrotic mediator in murine and human cardiac fibroblasts
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000104928
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000021685
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access