Ulm, Univ., Diss., 2008.

Saarbrücken, Univ., Diplomarb., 2001.

Hamburg, University, Diss., 2006.

Zugl.: Göttingen, Univ., Diss., 2004 / Hergestellt on demand

Zielvorgabe dieser Dissertation stellte die Konstruktion eines Plasmides mit mehreren shRNA-Expressionskassetten für den simultanen Knockdown onkogener Zielstrukturen im Multiplen Myelom dar. Es sollte sich zudem um ein Konstrukt handeln, bei dem ein beliebig häufiges Einfügen oder Ersetzen von Expressionskassetten durch einfache Klonierungsschritte möglich ist. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Plasmide mit bis zu vier unterschiedlichen shRNA-Expressionskassetten konstruiert und getestet. Mittels Elektroporation und anschließender Analyse der Knock-down-Effizienz im Western Blot konnte beispielhaft an Proteinen des MEK-ERK-Signalweges gezeigt werden, dass mithilfe der klonierten Plasmide die Spiegel von mindestens vier Zielproteinen gleichzeitig herunterreguliert werden können, ohne dass es dabei zu Einschränkungen im Vergleich zur Verwendung von Einzel-shRNA-Expressionsvektoren kommt. Es konnte gezeigt werden, dass weder die zunehmende Menge an hintereinander klonierten Kassetten noch die Reihenfolge der einzelnen Expressionskassetten im Plasmid einen negativen Einfluss auf das Knock-down-Ergebnis haben. Dieses Ergebnis konnte in verschiedenen Zelllinien des Multiplen Myeloms bestätigt werden. Die Vorteile des Verfahrens liegen vor allem in der Kosteneffizienz, der einfachen Herstellung und Modifikation, sowie der niedrigen biologischen Sicherheitsstufe der Versuchsschritte. Bedeutend ist zudem die Vermeidung von toxischen Effekten, welche das Einbringen von Fremd-DNA in Zellen ab gewissen Mengen mit sich bringt, durch Klonierung aller shRNA-Expressionskassetten zu lediglich einem Plasmidkonstrukt. Einschränkungen erfährt die etablierte Methodik dadurch, dass die zu untersuchenden Zellen sich für die Transfizierung mit Plasmiden eigenen müssen und ein Verfahren der Selektion transfizierter von nativen Zellen verfügbar sein muss. Durch genannte Vorteile stellt das Konstrukt jedoch ein hervorragendes Mittel zur Erforschung zellulärer Signalwege und ihrer Interaktionen weit über die Erkrankung des Multiplen Myeloms hinaus dar. Es kann zudem als kostengünstige molekulare Methode zur Identifizierung neuer pharmakologischer Angriffspunkte bei Tumorerkrankungen dienen. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden in Folgeversuchen genutzt um eine stabile Integration der shRNA-Expressionskassetten in die zelluläre DNA sowie eine pharmakologische Induzierbarkeit zu erreichen. Es konnte somit der Sprung von den transienten Knock-down-Versuchen dieser Arbeit hin zur langfristig verminderten Proteintranslation geschafft werden. Am Ende dieser Arbeit verblieb zu eruieren, inwieweit die Anzahl der shRNA-Expressionskassetten über die getestete Anzahl von vier erweiterbar wäre und ob die guten Erfahrungen mit dieser Methodik auch bei anderen Arten von Tumorzellen replizierbar sind. Das etablierte Vektorsystem könnte in künftigen Versuchen zur schnellen Erforschung bisher wenig untersuchter oder unbekannter Signalwege dienen. / Goal setting of this dissertation was the construction of a plasmid with multiple shRNA-expressioncassettes for a simultaneous knockdown of oncogene targets in multiple myeloma. It was furthermore supposed to be a construct which allowed adding or replacing of cassettes by simple cloning mechanisms. In this work plasmids have been constructed and established with up to four shRNA-expressioncassettes. By electroporation and westernblot-analysis it could be shown on the MEK-ERK-pathway that it is possible to downregulate four proteins at once with one plasmid and that this is as efficient as the use of single plasmids. It could be shown that neither the number of expressioncassettes nor the order had a negative impact on the knockdown results. This result could be proved in different myeloma cell lines. The advantages of this construct are based on the cost efficiency, the simple construction and modification and the low biosafety level. The most significant advantage lies within the reduction of toxic effects for the cells that come within growing amounts of foreign DNA. These are reduced by fusion of multiple shRNA-expressioncassettes in one plasmid. The construct also underlies restrictions because in order to work with it there has to be a method to transfect the cells with the plasmid and a method to sort transfected cells afterwards. Nevertheless, the construct represents an excellent mean to investigate cellular signalling and interactions in multiple myeloma and beyond. Moreover, it can be used as a cost-efficient method to identify new pharmacological targets in malignancies. The results of this work have been used to establish stable transfection and inducible knockdowns. In the end it stayed yet to be investigated if the construct could be expanded over the here tested number of four shRNA-expressioncassettes and if it could be used in other malignancies than multiple myeloma. The established vector-system could be used in future to quickly investigate unknown signalling pathways.

Tübingen, Univ., Diss., 2001.

Als Teil des angeborenen Immunsystems spielen Natürliche Killer(NK)- Zellen eine entscheidende Rolle in der Interaktion mit Pathogenen und Tumorzellen. Mithilfe der RNA-Interferenz bestimmter Gene wie beispielsweise CD56 könnten Hinweise auf die genaue Funktionsweise der NK-Zellen gewonnen werden. Ziel dieser Arbeit war es eine geeignete Transfektionsmethode zum Einführen von siRNA in NK-Zellen zu finden, welche eine hohe Transfektionseffizienz bei gleichzeitig hoher Zellviabilität aufweist. Hierfür wurden drei verschiedene Lipofektionsreagenzien und sechs verschiedene Elektroporationsprogramme verglichen. Zunächst wurde die Transfektionseffizienz mit an AF488 gekoppelter negativer siRNA per Fluoreszenzmikroskopie und Durchflusszytometrie evaluiert und jeweils das effizienteste Lipofektionsreagenz bzw. Elektroporationsprogramm ausgewählt. Mit diesen wurde anschließend eine Herunterregulation des CD56-Gens mit CD56-siRNA per RNA-Interferenz versucht. Die CD56-Gen-Expression wurde auf Proteinebene per Durchflusszytometrie und auf mRNA-Ebene per PCR (Polymerase-Ketten-Reaktion) evaluiert. / As a part of the innate immune system Natural Killer (NK) cells play a crucial role in the interaction with pathogens and tumor cells. Using RNA interference of special genes like CD56 may lead to a better understanding of the function of NK cells. The aim of this work was to find a suitable transfection method to introduce siRNA into NK cells which shows a high transfection efficiency and at the same time a high cell viability. Three different lipofection reagents and six different electroporation programs were compared. Initially, the transfection efficiency was evaluated with AF488-tagged negative siRNA by fluorescence microscopy and flow cytometry and the most efficient lipofection reagent and electroporation program were chosen. Using these a knockdown of the CD56 gene was tried by RNA interference with CD56 siRNA. The CD56 gene expression was evaluated on the protein level by flow cytometry and on the mRNA level by PCR (polymerase chain reaction).

Ulm, Univ., Diss., 2007.

Universiẗat, Diss., 2002--Konstanz.

Brustkrebs ist, verbunden mit einem Lebenszeitrisiko von 12.5 % daran zu erkranken, die häufigste maligne Erkrankung der Frau in der westlichen Welt. Das LIM- und SH3-Domänen Protein LASP-1 wurde erstmalig 1995 als spezifisch in fokalen Kontakten akkumulierendes Protein in humanen Brustkrebszellen beschrieben. Eine eigene Patientenstudie (n = 83) ergab, dass LASP-1 in 55.4 % der untersuchten invasiven Mammakarzinome eindeutig überexprimiert wird und die LASP-1-Expressionshöhe signifikant positiv mit der Tumorgröße (p < 0.05) und der Wahrscheinlichkeit für Nodalpositivität (p < 0.01) korreliert. Als Actin-bindendes Protein mit ubiquitärer Expression interagiert LASP-1 mittels seiner SH3-Domäne auch mit Zyxin. Zyxin ist ein Signalprotein, das zwischen fokalen Kontakten und dem Zellkern pendelt und an der Regulation von Transcription, Zellzyklus und Zellbewegung beteiligt ist. In dieser Doktorarbeit untersuchte ich die Funktion von LASP-1 in verschiedenen humanen Brustkrebszelllinien und einer humanen Ovarkarzinomzelllinie unter Verwendung der RNA-Interferenz zum sequenzspezifischen knock-down von LASP-1. Die Transfektion der Zellen mit LASP-1-spezifischer small-interfering-RNA (siRNA) senkte die Proteinexpression um ca. 50 - 58 %, was zu einer Arretierung des Zellzyklus in der G2-Phase führte und die Proliferation der Brust- und Eierstockkrebszellen um 30 - 50 % reduzierte. Apoptotische und nekrotische Prozesse wurden dabei durch Caspase-3 Western-blots und Trypan-Blau-Färbungen ausgeschlossen. Außerdem verringerte der knock-down von LASP-1 die Migration der Krebszellen, wohingegen die Überexpression von LASP-1 in PTK2- (Potorous tridactylis kidney) Zellen, welche kein endogenes LASP-1 exprimieren, in einer signifikanten Steigerung der Migration resultierte. Immunfluoreszenzfärbungen zeigten, dass der knock-down von LASP-1 von einer verringerten Konzentration seines Interaktionspartners Zyxin an fokalen Kontakten begleitet wird, ohne dabei das Actin-Zytoskelett oder die Morphologie der fokalen Kontakte zu verändern. Die Transfektion der Brust- und Eierstockkrebszellen mit einer Kontroll-siRNA (scrambled Neuropilin1) beeinflusste hingegen keinen der genannten Parameter. Diese Daten unterstreichen die wichtige Rolle von LASP-1 für die Tumorzellproliferation und -migration. LASP-1 könnte daher in Interaktion mit Zyxin an der molekularen Karzinogenese von Brust- und Eierstockkrebs beteiligt sein und in der Zukunft als viel versprechender Prognosemarker dienen. / LIM and SH3 protein (LASP-1), initially identified from human breast cancer, is a specific focal adhesion protein involved in cell migration. LASP-1 is an actin binding protein, which also interacts with the proline-rich domains of zyxin, a scaffolding protein required for cell movement and gene transcription. In an own patient study (n=83) strong cytoplasmatic expression of LASP-1 was detected in 55.4 % of the invasive carcinomas, which correlated significantly with increased tumor size (p < 0.05) and rate of nodal-positivity (p < 0.01). Furthermore, transfection with LASP-1-specific siRNA resulted in a reduced protein level of LASP-1 in different breast and ovarian cancer cell lines (BT-20, MCF-7 and SKOV-3). The siRNA-treated cells were arrested in G2/M phase of cell cycle, and proliferation of the tumor cells was suppressed by 30-50% corresponding to around 50% of the cells being transfected successfully as seen by immunofluorescence. In addition, tumor cells showed a 50% reduced migration after siRNA treatment, while overexpression of LASP-1 in non-tumor PTK-2 cells, which do not express endogenous LASP-1, resulted in a significant increase in cell motility. LASP-1 silencing is accompanied with a reduced binding of the of LASP-1 binding partner zyxin to focal contacts without changes in actin stress fiber organization as observed in immunofluorescence experiments. The data provide evidence for an essential role of LASP-1 in tumor cell growth and migration, possibly by influencing the localization of zyxin. Since the increased expression of LASP-1 in vivo is present in breast carcinomas with higher tumor stage, LASP-1 expression may be related with worse prognosis concerning patients' overall survival, hinting to a potential role of LASP-1 as a prognstic marker.