Mikro-RNA-Expression bei der Einschlusskörpermyositis
Micro-RNA expression in inclusion body myositis
by Anna Katharina Franziska Beatrice Göttsche
Date of Examination:2023-09-26
Date of issue:2023-08-16
Advisor:Prof. Dr. Jens Schmidt
Referee:Prof. Dr. André Fischer
Referee:Prof. Dr. Ralf Dressel
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10046
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Format:PDF
Description:Dissertation
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Abstract
English
The chronic disease inclusion body myositis belongs to the inflammatory myopathies and is the most common in older age. Muscle weakness and atrophy affect the quality of life of patients. Diagnosis can be made on the basis of clinical parameters and muscle biopsy. To date, there is no curative therapy. The pathogenesis is unclear, mainly inflammatory-autoimmune and degenerative processes are discussed. Micro-RNAs, as small non-coding RNAs, mainly influence the post-transcriptional regulation of gene expression in many physiological and pathological processes. Thus, micro-RNAs open new possibilities in medicine in the field of pathogenesis, diagnostics and therapy. In this work, micro-RNA expression in inclusion body myositis was investigated using different approaches. To this end, small RNA sequencing was performed from an in vitro model with human myotubes exposed to proinflammatory cytokines, from muscle biopsy samples, and from blood samples of inclusion body myositis. A variety of microRNA alterations were detected in all samples. The blood samples showed some differences from the muscle samples from in vitro model and biopsies, which had many similarities. In the muscle samples, the increased expression of micro-RNA-146 and -155 and the decreased expression of micro-RNA-1 and -133 were particularly noticeable. Furthermore, transfection experiments with micro-RNA-133b and -146a were performed in the same in vitro model. For this purpose, a transfection system with plasmids and lipofectamine and one with lipid nanoparticles were used. No definite results could be found on the influence of the two micro-RNAs on the response of muscle cells to cytokine exposure. Overall, an influence of micro-RNA in inclusion body myositis was elucidated and a contribution to the characterization of micro-RNA changes in the disease was made.
Keywords: IBM; inclusion body myositis; micro-RNA; transfection; sequencing
German
Die chronische Erkrankung Einschlusskörpermyositis gehört zu den inflammatorischen Myopathien und ist die häufigste im höheren Lebensalter. Durch Muskelschwäche und ‑atrophie wird die Lebensqualität der Patient*innen beeinträchtigt. Die Diagnose kann anhand klinischer Parameter und einer Muskelbiopsie gestellt werden. Bislang gibt es keine kurative Therapie. Die Pathogenese ist ungeklärt, vor allem entzündlich-autoimmune und degenerative Prozesse werden diskutiert. Mikro-RNAs, als kleine nicht-kodierende RNAs, beeinflussen hauptsächlich die posttranskriptionelle Regulation der Genexpression bei vielen physiologischen und pathologischen Prozessen. Damit eröffnen mikro-RNAs im Bereich von Pathogenese, Diagnostik und Therapie neue Möglichkeiten in der Medizin. In dieser Arbeit wurde die Mikro-RNA-Expression bei der Einschlusskörpermyositis mit unterschiedlichen Ansätzen untersucht. Dazu erfolgten Sequenzierungen der kleinen RNA von einem In-vitro-Modell mit humanen Myotuben unter proinflammatorischer Zytokinexposition, von Muskelbiopsieproben und von Blutproben der Einschlusskörpermyositis. Bei allen Proben wurde eine Vielzahl an Mikro-RNA-Veränderungen nachgewiesen. Die Blutproben zeigten einige Unterschiede zu den Muskelproben aus In-vitro-Modell und Biopsien, die viele Gemeinsamkeiten aufwiesen. In den Muskelproben fiel besonders die verstärkte Expression von mikro-RNA-146 und ‑155 sowie die verminderte Expression von mikro-RNA-1 und ‑133 auf. Weiterhin wurden im selben In-vitro-Modell Transfektionsexperimente mit mikro-RNA-133b und ‑146a durchgeführt. Dafür wurde ein Transfektionssystem mit Plasmiden und Lipofectamine sowie eines mit Lipid-Nanopartikeln genutzt. Es konnten keine sicheren Ergebnisse über den Einfluss der beiden mikro-RNAs auf die Antwort der Muskelzellen auf die Zytokinexposition gefunden werden. Insgesamt konnte ein Einfluss von mikro-RNA bei der Einschlusskörpermyositis verdeutlicht und ein Beitrag zur Charakterisierung der Mikro-RNA-Veränderungen bei der Erkrankung geleistet werden.
Schlagwörter: IBM; Einschlusskörpermyositis; Mikro-RNA; Sequenzierung; Transfektion