„Ex vivo” replication of the pathogenic prion protein

Abstract

Das Prion Protein (PrP) ist ein ubiquitär vorkommendes Protein. Prion steht dabei für "proteinaceous infections particle" und ist laut der "protein-only hypothesis" das infektiöse Agens der Transmissiblen Spongiformen Enzephalopathien (TSE). Die TSE-Erkrankungen werden durch eine Konformationsänderung einer apathogenen zellulären Isoform (PrPC) in eine pathogene Isoform (PrPSc) verursacht. Diese Konformationsänderung kann entweder spontan oder induziert durch exogenes PrPSc erfolgen. Dabei kommt es zur Anlagerung von PrPSc an PrPC. Diese Erkrankung wirkt sich vor allem im Gehirn der betroffenen Organismen aus. Dabei kommt es zur Ausbildung eines durchlöcherten schwammartigen Gewebes mit amyloiden Proteinablagerungen, den Plaques. Diese sind allerdings erst nach einer histologischen "post mortem" Analyse zu beobachten. So können TSE-Erkrankungen beim Menschen gegenüber anderen neurodegenerativen Erkrankungen abgegrenzt werden. Diese Erkrankung tritt ebenfalls bei anderen Organismen wie z.B. Rind, Schaf und Affe auf. Die Funktion des PrP ist bis heute noch nicht vollkommen geklärt. Es wird jedoch vermutet dass es bei der Immunabwehr und den Alterungsprozessen eine Rolle spielt. Zur Untersuchung der PrP Funktion wurden in dieser Arbeit 3T3, N2a und PrP knock-out (PrP0/0)Zellen mit einem durch Tetracyclin regulierbaren Schalter versehen. Dadurch konnte das anschließend stabil transfizierte Prion Protein reguliert exprimiert werden. Die Expression konnte durch den Western Blot (Wb) und eine fluorescence activated cell sorting (FACS) Analyse gezeigt werden, sowie die Anreicherung des PrP durch die Circulardichroismus (CD) - Spektroskopie. Das so reguliert exprimierte PrPC wurde mit PrPSc infiziert. Die anschließende Konformationsänderung des PrPC wurde durch den Proteinase K (PK) Verdau im Wb gezeigt. Mit Hilfe der FACS Analyse konnte außerdem die Zunahme des PrP Gehaltes dargestellt werden. Die in dieser Arbeit hergestellten Zelllinien können als neues Tool für die Identifizierung der Interaktionspartner des PrP, möglicher Diagnostik und therapeutischer Ansätze verwendet werden