dc.contributor.advisor | Nave, Klaus-Armin Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Hinrichs, Wilko | de |
dc.date.accessioned | 2013-01-14T15:07:50Z | de |
dc.date.available | 2013-11-01T23:50:04Z | |
dc.date.issued | 2012-12-07 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-000D-EF8B-7 | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1489 | |
dc.description.abstract | Zusammenfassung
Entwicklung eines zellbasierten Hochdurchsatzverfahrens zur
Identifikation Schizophrenie-relevanter Wirkstoffe und Modulatoren
des NRG1-ERBB4 Signalweges. Die Schizophrenie (SZ) ist eine
schwerwiegende neurologische Erkrankung des Zentralnervensystems
mit einem breiten Symptomspektrum und komplexer genetischer
Ursache. Lediglich die so genannten Positiv-Symptome (z.B.
Halluzinationen und Wahnvorstellungen) sind einer Behandlung mit
Neuroleptikern zugänglich. Die Negativ-Symptomatik (z.B. Anhedonie
und soziale Vereinsamung) und die Kognitiven-Defizite werden mit
den bestehenden Medikamenten nicht oder kaum verbessert. Eine
gängige Hypothese besagt, dass eine verminderte Funktion des
Präfrontalen Cortex für diese Symptome verantwortlich ist. Eine
Veränderung in der NRG1-ERBB4 Signalkaskade beeinträchtigt die
Verschaltungen zwischen inhibitorischen Interneuronen und
exitatorischen Pyramidalneuronen. Die resultierende Dysbalance
zwischen Inhibition und Aktivierung ist in diesem Modell Ursache
für die Kognitiven-Defizite. Diese Hypothese wird durch die
Verhaltensbeobachtung, in entsprechenden gain of function/loss of
function Maus Modellen, gestützt. Ferner haben mehrere genetische
Assoziationsstudien gezeigt das NRG1 und ERBB4 Risikofaktoren für
die Entwicklung einer SZ sind. Dies macht das Zusammenspiel
zwischen NRG1 und ERBB4 zu einem der vielversprechendsten Ziele für
die Entwicklung neuer medikamentöser Behandlungsmöglichkeiten der
SZ. Die vorliegende Arbeit beschreibt das Design und die
Entwicklung eines Testsystems, bestehend aus zwei kommunizierenden
Zellen, basierend auf der Split TEV Technologie. Das Testsystem ist
in der Lage in einer einzelnen Messung, Änderungen an verschiedenen
Schritten der NRG1-ERBB4 Signalkaskade auszulesen. Das Testsystem
ist hoch sensitiv, robust und für die Hochdurchsatzanalyse
geeignet. In einer ersten Machbarkeitsstudie wurden 727 Wirkstoffe
getestet. Ein Wirkstoff wurde als Haupttreffer klassifiziert und
agiert als Inhibitor der NRG1-ERBB4 Funktion. Dieser Wirkstoff
wurde mit einem breit aufgestellten Set weiterer Tests, inklusive
technischer Kontrollen, ausführlich charakterisiert. Weiter, wurde
mithilfe eines Testpanels, bestehend aus verschiedenen
Neuregulinen, Mitgliedern der ERBB Rezeptorfamilie und
verschiedener weiterer Komponenten der Signalkaskade, die
Spezifität und der Wirkmechanismus des Wirkstoffes analysiert. Das
Testsystem wurde erfolgreich etabliert und ein erster Treffer
erfolgreich validiert. Das Testsystem ist für Hochdurchsatzanalysen
großer Substanzbibliotheken geeignet und hat großes Potential für
die Identifikation und Verbesserung neuer Leitstrukturen zur
Modulation der NRG1-ERBB4 Signalkaskade | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | eng | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ | de |
dc.title | A cell-based NRG1-ERBB4 assay designed for high-throughput compound screening to identify small molecule modulators with relevance for schizophrenia | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Entwicklung eines zellbasierten Hochdurchsatzverfahrens zur Identifikation Schizophrenie-relevanter Wirkstoffe und Modulatoren des NRG1-ERBB4 Signalweges. | de |
dc.contributor.referee | Göpfert, Martin Prof. Dr. | de |
dc.date.examination | 2012-11-02 | de |
dc.subject.dnb | 570 Biowissenschaften, Biologie | de |
dc.subject.gok | Wa000 Biologie | de |
dc.description.abstracteng | Summary
A cell-based NRG1-ERBB4 assay designed for high-throughput compound
screening to identify small molecule modulators with relevance for
schizophrenia Schizophrenia (SZ) is as severe and phenotypically as
well as genetically complex neuropsychiatric disorder. Only
so-called positive symptoms (e.g. hallucinations and delusions) are
currently amenable to treatments with neuroleptics. Negative
symptoms (such as anhedonia, social withdraw) and cognitive
deficits, however, are not substantially improved by current
therapies. An impaired function of the prefrontal cortex has been
hypothesised as a potential cause for the latter symptoms. Impaired
NRG1-ERBB4 signalling affects cortical circuits formed between
inhibitory interneurons and excitatory pyramidal neurons. The
corresponding dysbalance of inhibition and excitation is thought to
be causative for the cognitive deficits observed in corresponding
gain and loss-of-function mouse models. Importantly, genetic
association studies have identified NRG1 and ERBB4 as risk factors
for SZ. Therefore, NRG1-ERBB4 signalling is among the most
promising targets for the development of new treatments for SZ.
This thesis describes the design and development of a split
TEV-based co-culture assay to monitor several steps of the
NRG1-ERBB4 signalling cascade in one integrated measurement. The
assay displays high sensitivity and robustness and is applicable to
high-throughput approaches. In a proof-of-principle, the assay was
used to screen 727 FDA-approved drugs. One drug was recovered as a
major hit, acting as an inhibitor of NRG1-ERBB4 signalling and was
validated by an extensive set of secondary assays including several
technical controls. Moreover, specificity and first mode-of-action
analyses were performed with a panel of assays with NRG and ERBB
family members as well as different components of the signalling
cascade. In summary, the assay monitoring proximal aspects of the
inter- and intracellular NRG1-ERBB4 signalling cascade was
successfully established and a first hit was validated. The assay
qualifies for high-throughput screenings with huge libraries of
diverse chemical compounds and thus holds a great promise to
identify and improve new lead structures to modulate NRG1-ERBB4
signalling. | de |
dc.contributor.coReferee | Fischer, André Prof. Dr. | de |
dc.contributor.thirdReferee | Rossner, Moritz PD Dr. | de |
dc.subject.topic | Biology (incl. Psychology) | de |
dc.subject.ger | Schizophrenie Neuregulin ERBB4 Hochdurchsatzanalyse | de |
dc.subject.ger | Wirkstoffentwicklung | de |
dc.subject.ger | Zell-basiertes Messverfahren | de |
dc.subject.eng | cell-based | de |
dc.subject.eng | Neuregulin | de |
dc.subject.eng | NRG1 | de |
dc.subject.eng | ERBB4 | de |
dc.subject.eng | high-throughput | de |
dc.subject.eng | compound screening | de |
dc.subject.eng | small molecule modulators | de |
dc.subject.eng | schizophrenia | de |
dc.subject.eng | SZ | de |
dc.subject.bk | 42.13 Molekularbiologie | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3830-9 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-3830 | de |
dc.affiliation.institute | Biologische Fakultät | de |
dc.description.embargoed | 2013-05-01 | de |
dc.identifier.ppn | 774032146 | |