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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-57592
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2012/5759/


Identifizierung und funktionelle Charakterisierung von Glykomimetika für das Tn-Antigen

Bruhn, Sandra

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SWD-Schlagwörter: Glykosylierung , Zentralnervensystem , Neurobiologie
Freie Schlagwörter (Deutsch): Tn-Antigen , Glykomimetika , Neuritenwachstum , 5F4 Antikörper , Fab-Fragment
Freie Schlagwörter (Englisch): Tn-antigen , glycomimetics , neurite outgrowth , 5F4 antybody , Fab-fragment
Basisklassifikation: 44.33
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Schachner, Melitta (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 12.07.2012
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 23.07.2012
Kurzfassung auf Deutsch: Das Tn-Antigen (CD 175) ist ein mit Serin oder Threonin O-glykosidisch verbundener N-Acetylgalaktosamin-Rest und stellt den ersten Schritt in der Biosynthese der GalNac-O-Glykane dar. Im adulten Organismus ist das Antigen in der Regel maskiert durch die Anheftung weiterer Monosaccharide und tritt bis auf wenige Ausnahmen nur im Rahmen maligner Prozesse in Erscheinung. Im embryonalen Organismus wird das Tn-Antigen auf diversen Gewebsstrukturen exprimiert. Im Nervensystem von embronalen Mäusen konnte eine streng räumlich und zeitlich begrenzte Expression gezeigt werden. Welche Rolle diese Expression in der Embryogenese spielt, ist bislang nicht bekannt; ein Einfluss auf die Nervenzellentwicklung wird vermutet. Ziel dieser Arbeit war es, die physiologische Bedeutung des Tn-Antigens im Nervensystem mithilfe von Glykomimetika (organische Strukturen, die Glykane in ihrer Funktion imitieren) näher zu untersuchen. Mit der Phage-display-Technik wurde ein Peptid identifiziert, das an den Tn-spezifischen Antikörper 5F4 bindet und das in der Lage ist, die Bindung von 5F4 an das Tn-Antigen wirksam zu kompetieren. Dieses Glykomimetikum wurde anschließend in Neuritenwachstumsexperimenten untersucht. Hierbei zeigte sich eine durch das Peptid hervorgerufene konzentrationsabhängige Wachstumsstimulation von Kleinhirn- und DRG-Neuronen. Die Vermutung, das Tn-Antigen könne einen Einfluss auf die Nervenzellentwicklung haben, wurde somit bestätigt. Das Zellüberleben von Kleinhirnneuronen war unter Einfluss des Peptids nicht verändert. Der Tn-Antikörper 5F4 dagegen bewirkte ein deutlich herabgesetztes Zellüberleben; eine Beteiligung des Tn-Antigens ist wahrscheinlich. Wie genau das Glykomimetikum seine Wirkung vermittelt bleit noch zu klären. Es könnte in Zukunft bei der Aufdeckung weiterer physiologischer Funktionen des Tn-Antigens nützlich sein.
Ein weiterer Teil dieser Arbeit war die Charakterisierung des aus dem 5F4-Antikörper gewonnenen Fab-Fragmentes. Fab-Fragmente stellen die antigenbindende Domäne eines Antikörpers dar und finden aufgrund der fehlenden Immunantwort im Organismus breite Anwendung in Diagnostik und Therapie von Erkrankungen. Das 5F4 Fab-Fragment zeigte zwar eine relativ gute Spezifität, bedingt durch eine niedrige Affinität konnte es jedoch lange nicht die Effekte erzielen, die mit dem Vollantikörper zu beobachten waren. Eine Verwendung im menschlichen Organismus ist daher fraglich.
Kurzfassung auf Englisch: The Tn-antigen (CD175) is an N-acetylgalactosamine moiety linked o-glycosidically to serin or threonin, representing the first step in mucin-type O-glycan-biosynthesis. In adult organism it is usually masked due to the attachment of other monosaccharides and only appears in malignant processes. During embryonic growth, the antigen is expressed on many different tissues. In mouse central nevous tissues, Tn-expression has been shown to be regulated temporally and spatially. The physiological meaning of this expression is yet unclear; a significant role in nerve development is suggested. The aim of this work was to unravel the physiological function of the Tn-antigen in the nervous system with the aid of glycomimetics (organic molecules, which imitate the function of glycans). A small peptide was identified by phage-display-technology that bound to the Tn-specific antibody 5F4 and competed the interaction between the antibody and the Tn-antigen. It was used for neurite outgrowth experiments and here it showed a concentration-dependent growth-stimulation of cerebellum- and DRG-neurons. These results approve the assumption of a significant role of the Tn-antigen in nerve development. Cell survival of cerebellar neurons was not affected by the glycomimetic. In contrast, it was decreased under the influence of the 5F4 antibody suggesting a Tn-participation as well. It is not yet clear how the glycomimetic affects the Tn-metabolism, but it might be a useful tool in the discovery of other physiological functions of the antigen.
Another part of this work was the characterization of the 5F4-Fab-fragment. Fab-fragments represent the antigen-binding domain of an antibody. Due to the lack of an immune response they are widely used in diagnostic and therapy of diseases. Although 5F4-Fab showed a good specificity the affinity was very low. It was not able to gain the effects of the whole 5F4 antibody. Use in human organism is questionable.

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