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Entwicklung einer T-Zelltherapie für chronisch-entzündliche Erkrankungen basierend auf Chemokinrezeptor-Antagonisten

Ogrissek, Nadine :
Entwicklung einer T-Zelltherapie für chronisch-entzündliche Erkrankungen basierend auf Chemokinrezeptor-Antagonisten.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2015)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Entwicklung einer T-Zelltherapie für chronisch-entzündliche Erkrankungen basierend auf Chemokinrezeptor-Antagonisten
Language: German
Abstract:

Im Verlauf einer Immunantwort sind bestimmte Chemokine besonders wichtig für die Rekrutierung von T-Zellen aus den Blutgefäßen ins entzündete Gewebe. Da eine verstärkte Signalweiterleitung der betreffenden Chemokinrezeptoren bekanntermaßen eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese von Autoimmunität spielt, sind diese Rezeptoren vielversprechende Ziele für anti-entzündliche Wirkstoffe bei der Behandlung von Erkrankungen mit chronischen Entzündungen wie Diabetes Typ-1 oder multiple Sklerose. Es existieren zahlreiche Versuche mit Hilfe von Chemokinrezeptor-Antagonisten unnötige Immunreaktionen abzuschwächen, allerdings verliefen die bisherigen Studien auf diesem Gebiet aufgrund von systemischen Nebeneffekten meist erfolglos. In vorangegangenen Experimenten konnten bereits geeignete Chemokinrezeptor-Antagonisten identifiziert werden. CXCL11(4-79) besitzt eine antagonistische Funktion für CXCR3, CXCL12(P2G2) ist in der Lage CXCR4 zu inhibieren und das virale Protein vMIP-II vom humanen Herpesvirus 8 kann sowohl CCR1, -2 und -5 als auch CXCR3, -4 und CX3CR1 blockieren. Die erfolgreiche Expression und Sekretion dieser Antagonisten konnte in Pichia pastoris gezeigt und ihre Funktionalität in vitro und in vivo durch eine Reduktion der Migration von T-Zellen nachgewiesen werden. Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer auf T-Zellen basierenden Therapie für einen gezielteren Einsatz von CXCL11(4-79), CXCL12(P2G2) und vMIP-II. Durch die Verwendung eines induzierbaren Vektorsystems, können diese Antagonisten direkt im Entzündungsherd nach T-Zellaktivierung exprimiert und sekretiert werden. Dies führt schließlich zu einer Inhibierung der Ansammlung weiterer entzündlicher T-Zellen. Im Anschluss an die Klonierung lentiviraler Konstrukte für konstitutive und induzierbare Expression der Antagonisten, wurden entzündliche T-Zellen mit diesen Konstrukten transduziert und die Expression und Sekretion der Wirkstoffe bestätigt. Um mögliche systemische Nebenwirkungen zu vermeiden, enthalten die induzierbaren Konstrukte ein IL-2-Promoterelement, welches die Expression der Antagonisten ausschließlich nach T-Zellaktivierung ermöglicht. Schließlich wurde die Wirksamkeit des vielversprechendsten Kandidaten CXCL11(4-79) in vitro bei der Reduktion der Zellmigration gezeigt. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass die Verwendung von Antigen-spezifischen T-Zellen mit einer gezielten Expression von Chemokinrezeptor-Antagonisten eine aussichtsreiche Alternative für die Behandlung von Erkrankungen mit chronischen Entzündungen darstellt.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
During an immune response certain chemokines are especially important for extravasation of T cells into inflamed tissue. An exaggerated chemokine receptor signaling is known to be involved in the pathogenesis of autoimmunity and therefore these receptors are promising targets for the treatment of chronic inflammatory disorders like type-1-diabetes or multiple sclerosis. Several approaches already tried to use chemokine receptor antagonists as therapeutics to reduce exaggerated immune response, however, due to compensation and systemic side effects clinical trials often failed. In previous experiments our group identified three promising chemokine receptor antagonists. CXCL11(4-79) has antagonistic function for CXCR3, CXCL12(P2G2) is able to inhibit CXCR4 and the herpesvirus 8 encoded protein vMIP-II interferes with CCR1, -2 and -5 as well as with CXCR3, -4 and CX3CR1. Their expression and secretion was already confirmed in Pichia pastoris and antagonistic function has been proven by a reduction of T cell migration in vitro and in vivo. The aim of this project was the development of a more specific T cell-based therapy for chronic inflammation with a treatment that is based on the effect of CXCL11(4-79), CXCL12(P2G2) and vMIP-II. By using a conditional expression vector system to target inflammatory T cells, these antagonists should be expressed and secreted directly in the centre of inflammation upon T cell activation, resulting in inhibition of further T cell accumulation. After cloning lentiviral constructs for constitutive and inducible antagonist expression, inflammatory T cells were transduced with these constructs and their expression and secretion was confirmed. To minimize therapeutic risks associated with an unspecific expression of chemokine antagonists, constructs with an IL-2 promoter response element to control antagonist expression were designed. This offers the possibility of an antagonist expression only after T cell activation. Afterwards anti-migratory activity was shown in vitro for the most promising candidate CXCL11(4-79). In conclusion, this data shows that antigen specific T cells containing an inducible chemokine receptor antagonist release system, represent a promising cell therapeutic strategy for chronic inflammatory disorders.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
Divisions: 10 Department of Biology
Date Deposited: 26 Jun 2015 13:32
Last Modified: 26 Jun 2015 13:32
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-45941
Referees: Süß, Prof. Dr. Beatrix and Radeke, Prof. Dr. Heinfried H. and Galuske, Prof. Dr. Ralf
Refereed: 1 June 2015
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/4594
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