ISBN 978-3-8439-2023-0

978-3-8439-2023-0, Reihe Biologie

Martina Baur
PTEN als Zielmolekül zur Förderung des Neuritenwachstums und zur potentiellen Biofunktionalisierung eines Peptidgels

154 Seiten, Dissertation Eberhard-Karls-Universität Tübingen (2015), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die Regeneration verletzter Neurone ist häufig wenig erfolgversprechend. Trotz intensiver Forschung zur Identifizierung neuer Behandlungsmöglichkeiten z.B. nach Rückenmarksverletzung, sind die Resultate für Patienten häufig nicht zufriedenstellend. Es ist daher zwingend erforderlich, neue Therapiekonzepte für die Nervenregeneration zu entwickeln.

In der vorliegenden Arbeit wurde an einem injizierbaren Hydrogel aus amphiphilen Peptiden gearbeitet, das mittels Inkorporation von siRNA-Chitosan-Nanopartikeln so modifiziert werden soll, dass die Expression der Phosphatase PTEN herunterreguliert wird. Durch PTEN-Inhibition kann die Aktivierung des neuritenwachstumstimulierenden PI3K/Akt-Signalwegs gefördert werden. Wichtige Voraussetzung für den Einsatz des Peptidgels als Neuroimplantat ist dessen Biokompatibilität. Durch Kultivierung der Zelllinie PC12-E2 und primären DRG-Neuronen auf der Geloberfläche konnte gezeigt werden, dass die Morphologie der Zellen unverändert sowie die Fähigkeit zur Ausbildung von Neuriten auf dem Gel erhalten bleibt. Auch bei subkutaner Injektion des Gels wurden keine Anzeichen auf Inflammation beobachtet. Bei histologischer Untersuchung fiel auf, dass bei Ionenzugabe vor der Injektion, eine Gelfragmentierung hervorgerufen wird. Die Zwischenräume wurden von einwandernden Zellen genutzt. Einbettung von Nanopartikeln in das Gel zeigte, dass siRNA gleichmäßig im Gel verteilt ist und die Nanopartikel mindestens drei Wochen im Gel in ihrer stabilen, komplexierten Form vorliegen. Das siRNA-Zielmolekül PTEN konnte in PC12-E2 Zellen, in adulten DRG-Neuronen und im Ischiasnerv detektiert werden. Durch Kultivierung von DRG-Neuronen auf Myelinbeschichtung und Behandlung mit pharmakologischem PTEN-Inhibitor, konnte der neuriteninhibierende Effekt von Myelin teilweise aufgehoben werden und PTEN als geeignetes siRNA-Zielmolekül zur Förderung von Neuroregeneration bestätigt werden. Es wurde eine siRNA-Sequenz identifiziert, die nach Komplexierung mit Chitosan eine schwache PTEN-Reduktion aufwies, was jedoch möglicherweise aufgrund der längerfristigen Stabilität der Nanopartikel vernachlässigt werden kann. Die Injektion der Peptidlösung in den Ischiasnerv einer Ratte konnte zeigen, dass das Gel injizierbar und im Gewebeschnitt nachweisbar ist.

Die Kombination aus Peptidgel und siRNA-Nanopartikeln ist ein Therapieansatz, der bisher in der Literatur noch nicht beschrieben zu sein scheint.