Authors:	Henke, Jenny
Title:	Analyse der Wirkung des Naturstoffes Oxacyclododecindion in einem chronisch-inflammatorischen Krankheitsmodell
Online publication date:	13-Nov-2014
Year of first publication:	2014
Language:	german
Abstract:	Die medikamentöse Standardtherapie entzündlich-rheumatischer Erkrankungen wie der rheumatoider Arthritis (RA) und des systemischen Lupus erythematodes (SLE) sind oft unzureichend und erlauben keine nebenwirkungsarme beziehungsweise -freie Behandlung. Daher ist es von großem Interesse für diese Indikationsgebiete, wirkungsvolle Substanzen zu entwickeln, die für eine Langzeittherapie geeignet sind. Naturstoffe wie Oxacyclododecindion (Oxa) können dabei als mögliche Leitstruktur dienen. Oxa wurde bereits in in-vitro Untersuchungen als ein potenter Inhibitor der Expression von proinflammatorischen und profibrotischen Genen identifiziert. \r\nZiel dieser Arbeit war es in in-vivo Modellen der RA und des SLEs das therapeutische Potential des Naturstoffes Oxa aufzuklären. Da eine Etablierung der Kollagen-induzierten Arthritis im untersuchten murinen RA-Modell, dem HLA-DR4.AE° Stamm, nicht möglich war, wurden die Untersuchungen ausschließlich im MRL Faslpr Mausstamm, einem anerkannten SLE-Modell durchgeführt. MRL Faslpr Mäuse entwickeln wie SLE-Patienten unter anderem eine schwerwiegende Glomerulonephritis. \r\nIn den Nieren weiblicher MRL Faslpr Mäuse konnte die Oxa-Behandlung die Expression zahlreicher proinflammatorischer Mediatoren beeinflussen, die in Zusammenhang mit der Pathogenese des humanen SLE gebracht werden. So reduziert der Naturstoff die Expression von Zytokinen wie TNFα, IFNγ und IL6 als auch Chemokinen wie CCL2, CSF-1 und RANTES auf mRNA- und Proteinebene. Dabei war die Wirkung von Oxa in den in-vivo Analysen ähnlich gut wie die des potenten Glukokortikoids Dexamethason. Die Reduktion chemotaktischer Moleküle durch die Oxa-Behandlung führte nachweislich zu einer reduzierten Akkumulation von Immunzellen. Die anti-inflammatorischen und immunmodulatorischen Effekte von Oxa waren so ausgeprägt, dass klinisch-pathologische Marker der Glomerulonephritis, wie die Ablagerung von Immunkomplexen, die vermehrte Bildung von Kollagenfasern und die Ausscheidung von Proteinen im Urin gemildert wurden. Weiterführende Untersuchungen im SLE Modell konnten neue Zielmoleküle von Oxa identifizieren, wie KIM1 und zahlreiche SLE-assoziierte microRNAs (miR 19a, 29c und 369). Diese Befunde legen nahe, dass Oxa eine vielversprechende anti-entzündliche und -fibrotische Verbindung darstellt. \r\nDie Entschlüsselung des Wirkmechanismus von Oxa steht erst am Anfang. Die Analysen im Rahmen dieser Arbeit zeigten jedoch, dass Oxa einen Einfluss auf die Phosphorylierung und somit Aktivierung der p38 MAPK sowie auf die mRNA-Stabilität von proinflammatorischen Zytokinen wie TNFα zu haben scheint.\r\n The standard therapies of inflammatory rheumatic diseases such as rheumatoid arthritis (RA) and systemic lupus erythematosus (SLE) are frequently inadequate and the treatment is often accompanied by side effects. Therefore, there is a great interest to develop effective substances that are suitable for long-term therapy for these indications. Natural substances such as Oxacyclododecindion (Oxa) may serve as potential lead compounds. Oxa was already identified in in vitro studies as a potent inhibitor of the expression of proinflammatory and profibrotic genes.\r\nThe aim of this study was to clarify the therapeutic potential of the natural product Oxa in in vivo models of RA and SLE. Since the establishment of the collagen-induced arthritis in the murine RA model, the HLA-DR4.AE ° strain was not possible, the studies were performed exclusively in the MRL Faslpr mouse strain, a distinguished SLE model. Like SLE patients, the MRL Faslpr mice develop a severe glomerulonephritis. \r\nIn the kidneys of female MRL Faslpr mice the Oxa-treatment affected the expression of numerous pro-inflammatory mediators that are implicated in the pathogenesis of human SLE. The natural compound reduced the expression of cytokines such as TNFα, IFNγ and IL6, and chemokines such as CCL2, CSF-1 and RANTES at mRNA expression- and protein level. The effect of Oxa in the in vivo analyses was comparable to the potent glucocorticoid dexamethasone used as positive control. The reduced expression of chemotactic molecules by Oxa-treatment resulted in a decreased accumulation of immune cells. The anti-inflammatory and immunomodulatory effects of Oxa were so pronounced that clinic-pathologic markers of glomerulonephritis, such as the deposition of immune complexes, the increased formation of collagen fibers and the excretion of proteins in urine were diminished. \r\nFurther studies in the SLE mouse model could identify new targets of Oxa such as Kim1 and numerous SLE-associated miRNAs (miR 19a, 29c and 369). These findings suggest that Oxa is a promising anti-inflammatory and anti-fibrotic compound. \r\nDeciphering the molecular mechanism of the mode of action of Oxa is just at the beginning. The results of this thesis however showed, that Oxa may have an influence on the phosphorylation and thus activation of p38 MAPK as well as on the mRNA stability of pro-inflammatory cytokines such as TNFα.\r\n
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 04 Medizin
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-2912
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-38888
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	229 S.
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