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Bacterial ghosts as carrier of active substances
effects on cell viability and induction of innate immunity
Verena Juliana Koller
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Werner Lubitz
DOI
10.25365/thesis.10364
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29918.91970.849965-2
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Bakterielle Ghosts (BGs) stellen ein innovatives System zur Vakzinierung und zielgerichtetem Transport von Wirkstoffen dar. Natürliche immunstimulierende Oberflächenstrukturen bleiben auf den bakterielle Hüllen erhalten und der intrazelluläre Bereich kann mit jeglichen Substanzen befüllt werden.
Die zytotoxischen Effekte von BGs, welche mit den chemotherapeutischen Substanzen Resveratrol und seinen Analoga Digalloylresveratrol (DIG) und 3,3’,4,4’,5,5’-hexahydroxystilbene (M8) beladen wurden, wurden in der Kolonzelllinie HT29 untersucht. Durch das “BG-delivery“ wurde die Lebensfähigkeit der Zellen gemäß des zytotoxischen Schemas der freien Substanzen (DIG> M8 > RV) signifikant reduziert. In HPLC Messungen konnte weiters die fortwährende intrazelluläre Freisetzung von RV aus BGs in HT29 Zellen gezeigt werden.
Die Aufnahme verschiedener BGs wurde in unterschiedlichen humanen Bindehautszellen untersucht. Hohe Internalisierungsraten von BGs führten zu einer erhöhten Expression von ICAM-1, zeigten aber keine zyto- oder genotoxische Wirkung auf die Bindehautszellen. Jedoch demonstrierten Untersuchungen mit dem Konservierungsmittel Benzalkoniumchlorid (BAC), dass BGs, wahrscheinlich durch Detoxifizierung über BG-Peroxidase Aktivität, äußerst protektiv gegenüber BAC induzierter toxischer Effekte in CCL 20.2. Zellen wirkten, Weiters wurde gezeigt, dass die bakteriozide Wirkung des Konservierungsmittels in Anwesenheit von BGs erhalten bleibt.
Experimente mit primären Keratinozyten veranschaulichten, dass BGs antimikrobiellen Peptide wie S100A7c (psoriasin) and humanes β defensin-2 (hBD-2) induzieren können Zudem konnte gezeigt werden, dass die Aufnahme der BGs in Keratinozyten wie auch die Freisetzung von proinflammatorischen Zytokinen, wie Interleukin (IL)-6 oder IL-8, auch vom Flagellingehalt auf der Oberfläche der BGs abhängig ist.
Durch Untersuchungen von RAW 264.7 Makrophagen wurde belegt, dass durch Phagozytose von BGs iNOS (induzierbare NO-Synthase) abhängige Stickstoffbildung ausgelöst wird, welche durch Beladung von RV in BGs moduliert werden kann.
Abstract
(Englisch)
The Bacterial ghost (BG) system provides an innovative system for vaccination and drug delivery.
The bacterial envelopes retain their natural immune stimulating surface compounds and their inner lumen can be filled with any substance.
BGs, loaded with the chemotherapeutic compounds resveratrol (RV) and its analogues digalloylresveratrol (DIG) and 3,3’,4,4’,5,5’-hexahydroxystilbene (M8), were investigated for their cytotoxic impact on the colon cell line HT29. The drugs, delivered by BGs, significantly reduced the cell viability according to the cytotoxic pattern of the compounds alone (DIG > M8 > RV). Furthermore, intracellular drug delivery and sustained RV release of BGs in HT29 cells was demonstrated by HPLC measurements.
Uptake of different BGs was investigated in different human conjunctiva-derived cells. High internalization rates of BGs were found to cause increased expression of the molecule ICAM-1 molecule but did not lead to any cytotoxic or genotoxic effects in conjunctival cells. However, investigation with the preserving agent benzalkonium chloride (BAC) demonstrated that BGs were highly protective against the BAC induced toxic effects in conjunctival cell line CCl 20.2., probably due to detoxificiation via their peroxidase activities. It was also shown that the bactericidal nature of the preservative BAC was not lost in presence of the BGs.
Experiments with primary keratinocytes demonstrated that BGs are able to induce the antimicrobial peptides S100A7c (psoriasin) and human β defensin-2 (hBD-2) in primary keratinocytes. Further it was shown, that the endocytic activity of BGs by KCs as well as the release of proinflammatory cytokines like interleukin (IL)-6 and IL-8 was dependent on the flagellin content on the surface of the BGs.
Experiments with RAW 264.7 macrophages demonstrated, that phagocytosis of BGs leads to iNOS dependent nitric oxide formation, which was found to be modulated when RV was loaded into BGs.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Bacterial ghosts uptake drug delivery drug release cell viability innate immunity resveratrol DIG M8 colon cells macrophages keratinocytes conjunctiva cells
Schlagwörter
(Deutsch)
Bakterielle Ghosts Aufnahme Transport und Freisetzung von Wirkstoffen Zellvitalität angeborenes Immunsystem Resveratrol DIG M8 Kolonzellen Makrophagen Keratinozyten Bindehautszellen
Autor*innen
Verena Juliana Koller
Haupttitel (Englisch)
Bacterial ghosts as carrier of active substances
Hauptuntertitel (Englisch)
effects on cell viability and induction of innate immunity
Paralleltitel (Deutsch)
Bakterielle Ghosts als Träger von aktiven Substanzen ; Effekte auf die Lebensfähigkeit von Zellen und Auslösung des angeborenen Immunsystems
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
213 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Werner Lubitz
Klassifikation
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie
AC Nummer
AC08258240
Utheses ID
9362
Studienkennzahl
UA | 091 | 441 | |