Übertragung von BSE auf nicht humane Primaten als Modell für die variante Creutzfeldt-Jakob Erkrankung (vCJD) im Menschen
Transmission of BSE to non human primates as a model for the variant Creutzfeldt-Jakob disease (vCJD) in humans
by Judith Montag
Date of Examination:2007-05-04
Date of issue:2007-06-05
Advisor:Prof. Dr. Gerhard Hunsmann
Referee:Prof. Dr. Hans-Joachim Fritz
Referee:Prof. Dr. Wolfgang Liebl
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
The EU-study QLK1-CT-2002-01096 was designed to assess the risk of vCJD (variant Creutzfeldt-Jakob disease) infection in humans via BSE-contaminated food in an animal model. Groups of six non-human primates (cynomolgous macaques, macaca fascicularis) were infected intracerebrally or orally with subsequent dilutions of brain homogenate derived from BSE-affected cattle.This thesis determined a prion disease in 6/6 cynomolgous macaques infected intracerebrally with 50 mg BSE-brain homogenate. By comparison with human CJD subtypes it could be confirmed as vCJD. These results approve BSE-material as cause of vCJD. Additionally 2/6 animals showed characteristics indicating a second prion strain in simian vCJD associated with a longer incubation period. This has not been shown for human vCJD yet. This work also showed the limits for the typing of prion strains. The conformational stability of the prion protein against denaturation with guanidinium hydrochloride was shown to depend on the assessed brain region. Recent studies mostly differentiate the prion strains of several individuals irrespectively from the brain region. This mode could be shown to be inappropriate.A second part of this work aimed to identify new markers for prion diseases. During the last years microRNAs (miRNAs) have been shown to regulate the development and several metabolic pathways but also to play a role in certain diseases. Their value as markers for several diseases is currently assessed. In this thesis three miRNAs could be identified that are upregulated during simian vCJD. For one of these it was also tested and determined for human sporadic CJD. Target analysis of the three miRNAs revealed a putative relationship to neurodegenerative disorders, such as spinocerebral ataxia type 2 and Huntington disease.
Keywords: BSE; vCJD; prion; PrP; prion strain; GdnHCl; miRNA; neurodegenerative disease
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Die EU-Studie QLK1-CT-2002-01096 soll im Tiermodell das Risiko für den Menschen ermitteln, durch den Konsum von BSE-kontaminierten Nahrungsmitteln, an der varianten Creutzfeldt-Jakob Erkrankung (vCJD) zu erkranken. Als Tiermodell für den Menschen dienen Javaneraffen (Macaca fascicularis). In der Studie wurden Gruppen von je 6 nicht humanen Primaten intracerebral oder oral mit Verdünnungsreihen aus Hirnhomogenat BSE-infizierter Rinder infiziert.In dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass 6/6 der mit 50 mg BSE-Hirnhomogenat infizierten Javaneraffen an einer Prionenerkrankung erkrankten. Im Vergleich mit verschiedenen humanen CJD-Subtypen konnte diese als vCJD identifiziert werden. Diese Ergebnisse bestätigen BSE-Material als Auslöser für vCJD. Zusätzlich wurden bei 2/6 Tieren Charakteristika festgestellt, die erstmals auf einen zweiten Prionenstamm bei vCJD hinweisen. Während der Typisierung der Prionenstämme konnten jedoch auch die Grenzen der gängigen Methoden nachgewiesen werden. Über die konformationelle Stabilität des Prion Proteins gegenüber einer Denaturierung mit Guanidinium Hydrochlorid wurden in demselben Tier abhängig von der Hirnregion unterschiedliche Stämme nachgewiesen. In bisher veröffentlichten Studien wurde ein Vergleich der Stabilität als Marker für Prionenstämme zumeist unabhängig von der Hirnregion untersucht. Ein solcher Vergleich ist nach den Ergebnissen dieser Arbeit nicht aussagekräftig.Der zweite Schwerpunkt der Arbeit zielte auf die Suche nach neuen Markern für Prionenerkrankungen. Neben einer Vielzahl von ontogenetischen und zellulären Funktionen wurde in den letzten Jahren das Potential von mikroRNAs (miRNAs) deutlich, als Marker für verschiedene Erkrankungen zu dienen. Tatsächlich konnten in dieser Arbeit drei miRNAs identifiziert werden, die im Zusammenhang mit simianem vCJD hochreguliert waren. Für eine miRNA wurde dies auch für die humane sporadische CJD untersucht und bestätigt. Über eine Analyse der potentiellen Zielgene konnte eine Verbindung der miRNAs zu neurodegenerativen Erkrankungen, wie der Spinozerebralen Ataxie Typ 2 und Chorea Huntington aufgezeigt werden.
Schlagwörter: BSE; vCJD; Prion; PrP; Prionenstamm; GdnHCl; miRNA; neurodegenerative Erkrankung