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Charakterisierung des Glykosylierungsmusters der Mittelohrschleimhaut von Meerschweinchen
Elisabeth Demmerer
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Franz Gabor
DOI
10.25365/thesis.34892
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29469.47385.658963-4
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Otitis media (OM) ist einer der häufigsten Gründe für eine Antibiotika-Therapie in der Pädiatrie, jedoch besitzt die derzeit angewandte Behandlung eine geringe klinische Effektivität. Eine lokale Therapie direkt im Mittelohr, die zu einer längeren Verweildauer des Wirkstoffes in der Paukenhöhle führt, könnte die OM-Therapie verbessern. Um hier einen optimalen Effekt zu erzielen und den Wirkstoff durch Bioadhäsion an der Mittelohrschleimhaut (MEM) zu immobilisieren, wurde in der vorliegenden Arbeit das Glycosylierungsmuster der MEM von Meerschweinchen an Hand von fünf Fluoreszein-markierten Pflanzenlektinen mit unterschiedlichen Zuckerspezifitäten untersucht. Zunächst wurden Färbe- sowie Entnahmetechniken optimiert und die Viabilität der MEM durch Propidium-iodid-Färbung gesichert. Die Lektinbindungsstudien ergaben sowohl bei 37°C als auch bei 4°C, das Weizenlektin (WGA) die höchste Bindungskapazität besitzt. Insgesamt war die Reihenfolge der zugänglichen Monosaccharide bei 4°C-Inkubation Sialinsäure and N-acetyl-ᴅ-glucosamine > α-mannose and Galactosamine > N-acetyl-ᴅ-glucosamine > Fucose > Mannose die sich durch Inkubation bei 37°C änderte und folgende Reihung zeigte: Sialinsäure und N-acetyl-ᴅ-glucosamine > Fucose > N-acetyl-ᴅ-glucosamine > α-mannose and Galactosamine > Mannose. Die Spezifität der WGA-MEM-Interaktion wurde durch kompetitive Inhibition mit dem komplementären Zucker N,N´,N´´-triacetyl-chitotriose untersucht und ergab eine Inhibition von mehr 90% und damit hohe Spezifität. An Hand eines „Pulse-Chase“-Protokolls wurde auch die mögliche Aufnahme des Membran-gebundenen Lektins untersucht, die jedoch keine nennenswerte Internalisation von WGA ergab. In Co-Lokalisationsstudien konnte nachgewiesen werden, dass das Lektin an saure Mucopolysaccharide der Glycocalyx bindet und bevorzugt mit den Zilien der MEM interagiert. Insgesamt ist die Kenntnis des Glykosylierungsmusters der MEM Voraussetzung für ein Zucker-Targeting und es konnte das Potential von WGA und dem Kartoffellektin (STA) als vielversprechende Liganden für ein Lektin-vermitteltes „Drug-Delivery“ zur Behandlung von OM gezeigt werden.
Abstract
(Englisch)
Local intratympanic administration of antibiotics is aimed to improve therapy of Otitis media (OM), one of the most common diseases in pediatrics. Not only local administration, but additionally a prolonged contact time of the drug with the middle ear mucosa (MEM) is supposed to increase the therapeutic outcome. To approach this aim, plant lectins with different carbohydrate specificities are used to identify their utility as bioadhesive ligands as well as to investigate the glycosylation pattern of the MEM in guinea pigs. For that purpose, the viable MEM specimens were incubated at 4°C and 37°C with five different fluorescein-labeled plant-lectins and the lectin binding capacities were calculated from the MEM-associated relative fluorescence intensities (RFI). At both temperature levels F-WGA exhibited the highest binding rate whereas all other lectins interacted to a quite lower but different extent with the MEM. At 37°C the carbohydrate accessibility followed the order: sialic acid and N-acetyl-ᴅ-glucosamine > fucose > N-acetyl-ᴅ-glucosamine > α-mannose and galactosamine > mannose compared to the ranking at 4°C: sialic acid and N-acetyl-ᴅ-glucosamine >> α-mannose and galactosamine > N-acetyl-ᴅ-glucosamine > fucose >> mannose. According to competitive inhibition of binding with the corresponding carbohydrate F-WGA binding was inhibited up to 90% which confirms specificity of the F-WGA- MEM interaction. Internalization studies revealed that membrane bound F-WGA is not taken up into the cytoplasm. In order to localize and visualize the lectin-binding pattern the acidic mucopolysaccharides of the MEM were stained with alcian blue. The co-staining with F-WGA confirmed the lectin-binding on the MEM-surface by an overlay of the visible and the fluorescence pattern. Through the specific interaction of F-WGA with the MEM-surface this might be a possible drug carrier to prolong the residence time in the tympanic cavity and improve the treatment of OM. All in all, the specific interaction of F-WGA with the MEM-surface might be a promising strategy for successful treatment of OM.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Middle-ear-mucosa lectins WGA Otits media
Schlagwörter
(Deutsch)
Mittelohrschleimhaut Lektine WGA Otits media
Autor*innen
Elisabeth Demmerer
Haupttitel (Deutsch)
Charakterisierung des Glykosylierungsmusters der Mittelohrschleimhaut von Meerschweinchen
Paralleltitel (Englisch)
Determination of the glycosylation-pattern of the middle ear mucosa in guinea pigs
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
39 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Franz Gabor
Klassifikationen
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten ,
44 Medizin > 44.40 Pharmazie, Pharmazeutika
AC Nummer
AC12139640
Utheses ID
30948
Studienkennzahl
UA | 449 | | |