velikost textu

Huntington's disease modeling and stem cell therapy in spinal cord disorders and injury

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Huntington's disease modeling and stem cell therapy in spinal cord disorders and injury
Název v češtině:
Modelování Huntingtonovy choroby a bněčná terapie při poškození míchy.
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Marián Hruška-Plocháň, Ph.D.
Školitel:
prof. MVDr. Jan Motlík, DrSc.
Oponenti:
prof. Carsten Bjarkam, Ph.D., MD
prof. MUDr. Jan Roth, CSc.
Id práce:
88001
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Vývojová a buněčná biologie (P1529)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
27. 6. 2013
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Huntingtonova choroba, lentivirové vektory, transgeneze, miniaturní prase, huntingtin, proteinové agregáty, UCHL1, ubiquitin proteázomový systém, striatum, R6/2 myš, gad myš, Amyotrofická laterální skleróza, SOD1, lidské fetální neurální kmenové buňky, mícha, transplantace, imunosuprese, takrolimus, motoneuron, traumatické poškození míchy, buňková terapie, regenerace míchy, diferenciace.
Klíčová slova v angličtině:
Huntington’s disease, lentiviral vectors, transgenesis, minipig, protein aggregates, UCHL1, ubiquitin proteasome system, striatum, R6/2 HD mouse, gad mutant mouse, ALS, SOD1, human fetal neural stem cells, spinal cord, transplantation, immunosuppression, tacrolimus, traumatic spinal cord injury (SCI), cell-replacement therapy, regeneration of the spinal cord, differentiation.
Abstrakt:
ABSTRAKT Neurologické poruchy postihují více než 14 % světové populace a společně s traumatickým poškozením mozku a míchy představují významnou zdravotní a socioekonomickou zátěž. Výskyt dědičných a idiopatických neurodegenerativních poruch a akutních poškození CNS navíc zaznamenává globální nárůst a neurovědecká komunita je proto stavěna před množství nezodpovězených otázek. To je důvodem, proč lze pokládat výzkum poruch CNS za klíčový. Vzhledem k tomu, že zvířecí modely nemocí a traumatických poškození CNS mají nepostradatelnou úlohu v projekci výsledků základního výzkumu do klinické praxe, tato práce je zaměřena na vytvoření nových zvířecích modelů a jejich využití v preklinickém výzkumu. Vytvořili a charakterizovali jsme transgenní model miniaturního prasete pro Huntingtonovu chorobu, jenž je doposud jediným prasečím modelem a představuje velice hodnotný subjekt pro dlouhodobé testování bezpečnosti léčby. Dále jsme zkřížili již charakterizovaný myší model Huntingtonovy choroby s myším modelem gad postrádajícím expresi UCHL1 s výsledky, které potvrzují teorii o “ochranné” funkci agregátů mutovaného huntingtinu a vedou k předpokladu, že funkce UCHL1 v ubiquitin proteazomového systému mohou být v Huntingtonově chorobě narušené. Traumatické poškození a amyotrofická laterální skleróza (ALS) jsou dvěma nejzávažnějšími a nejčastějšími poruchami míchy u lidí. K experimentům s transplantací lidských nervových kmenových buněk byly využity dva potkaní modely, transgenní model s ALS (SOD1G93A) a model akutního poškození míchy způsobeného kompresí. Intraspinální transplantace u imunosuprimovaných SOD1 ALS transgenních potkanů vedla k lokální ochraně α-motoneuronů a dále k výraznému zlepšení motorických a senzorických funkcí imunosuprimovaných potkanů s akutním poškozením míchy. Početné xenogenní transplantační experimenty vedly k vývoji nových pelet s imunosupresivy, které jsou nyní již komerčně dostupné a zajišťují řízené uvolňování léčiva až po dobu tří měsíců, přičemž způsob podaní je velice efektivní, minimálně invazivní a umožňuje udržení stabilní hladiny v krvi. Naše práce vedla ke vzniku jednoho z prvních velkých zvířecích modelů Huntingtonovy choroby, odhalila u tohoto onemocnění úlohu UCHL1 a rovněž terapeutický potenciál nervových kmenových buněk v léčbě poruch a poškození míchy. Výsledky této práce již byly úspěšně aplikovány v experimentálních podmínkách a též v klinické praxi. Pevně věříme, že naše práce bude dále stimulovat translační výzkum poruch CNS.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Neurological disorders affect more than 14% of the population worldwide and together with traumatic brain and spinal cord injuries represent major health, public and economic burden of the society. Incidence of inherited and idiopathic neurodegenerative disorders and acute CNS injuries is growing globally while neuroscience society is being challenged by numerous unanswered questions. Therefore, research of the CNS disorders is essential. Since animal models of the CNS diseases and injuries represent the key step in the conversion of the basic research to the clinics, we focused our work on generation of new animal models and on their use in pre-clinical research. We generated and characterized transgenic minipig model of Huntington’s disease (HD) which represents the only successful establishment of a transgenic model of HD in minipig which should be valuable for testing of long term safety of HD therapeutics. Next, we crossed the well characterized R6/2 mouse HD model with the gad mouse model which lacks the expression of UCHL1 which led to results that support the theory of “protective” role of mutant huntingtin aggregates and suggest that UCHL1 function(s) may be affected in HD disturbing certain branches of Ubiquitin Proteasome System. Traumatic spinal cord injury and Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) are the two most severe and common disorders of the spinal cord in humans. Thus, the two animal models we used in our human neural stem cells (HSSC) grafting experiments were: i) mutant SOD1G93A transgenic rat model of ALS (SOD1 rat) and ii) the rat model of acute lumbar (L3) compression injury developed in our lab. Intraspinal grafting of clinical grade HSSC used in our experiments led to local protection of α-motoneurons residing in the close proximity of the grafted cells in immunosuppressed SOD1 rats and demonstrated progressive and significant improvement in motor and sensory function in immunosuppressed rats with previous L3 contusion injury. Our numerous xenogeneic grafting experiments led us to the development of new immunosuppressive tacrolimus-loaded pellets which are now commercially available and provide steady drug release for up to 3 months, making delivery labor efficient, minimally invasive, and producing stabilized blood concentration levels. Our work resulted in generation of one of the first large animal models of Huntington’s disease, revealed the possible role of UCHL1 in HD and demonstrated the therapeutic potential of neural stem cell therapy in spinal cord disorders. These results were already successfully applied in experimental and human clinical settings and we believe that will further stimulate and accelerate translational research of CNS disorders.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Marián Hruška-Plocháň, Ph.D. 56.92 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Marián Hruška-Plocháň, Ph.D. 49 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Marián Hruška-Plocháň, Ph.D. 34 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Carsten Bjarkam, Ph.D., MD 137 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MUDr. Jan Roth, CSc. 121 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 800 kB