Dual strategies to correct abnormal ion transports in cystic fibrosis using construct therapy

Mukoviszidose (CF) wird durch Mutationen im CFTR-Gen (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) verursacht. Das zugrunde liegende Problem der tödlichen Erbkrankheit ist eine unausgewogene Homöostase von Ionen- und Wassertransporten in sekretorischen Epithelien, was zu Problemen in mehrere...

Author: Kolonko, Anna Katharina
Further contributors: Weber, Wolf-Michael (Thesis advisor)
Division/Institute:FB 13: Biologie
Document types:Doctoral thesis
Media types:Text
Publication date:2019
Date of publication on miami:10.12.2019
Modification date:10.12.2019
Edition statement:[Electronic ed.]
Subjects:Mukoviszidose; CFTR; ENaC; Chitosan; mRNA; Antisense-Oligonukleotide; Capsaicin Cystic fibrosis; CFTR; ENaC; chitosan; mRNA; antisense oligonucleotides; capsaicin
DDC Subject:570: Biowissenschaften; Biologie
License:CC BY 4.0
Language:English
Format:PDF document
URN:urn:nbn:de:hbz:6-02199695381
Permalink:http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:6-02199695381
Digital documents:diss_kolonko.pdf

Mukoviszidose (CF) wird durch Mutationen im CFTR-Gen (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) verursacht. Das zugrunde liegende Problem der tödlichen Erbkrankheit ist eine unausgewogene Homöostase von Ionen- und Wassertransporten in sekretorischen Epithelien, was zu Problemen in mehreren Organen führt. Dieses Ungleichgewicht wird durch eine gestörte Cl- Sekretion durch CFTR und eine damit verbundene Na+ Hyperabsorption über den epithelialen Natriumkanal hervorgerufen. Das natürliche Polysaccharid Chitosan könnte aufgrund seiner biologischen Abbaubarkeit und geringen Zytotoxizität als geeigneter nicht-viraler Vektor für eine mögliche Gentherapie dienen. Daher wurden vier auf Chitosan basierende Nanosysteme mit mRNA, Antisense-Oligonukleotiden oder Capsaicin entworfen und untersucht. Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse zeigen einen vielversprechenden Ansatz für die Entwicklung einer Strategie gegen beide Proteine zur Behandlung gestörter Ionentransporte bei CF.

Cystic fibrosis (CF) is caused by mutations in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene. The underlying problem of the lethal genetic disease is an imbalanced homeostasis of ion and water transports in secretory epithelia causing problems in multiple organs. This imbalance is evoked by impaired Cl- secretion through CFTR and associated Na+ hyperabsorption via the epithelial sodium channel. Until today no gene therapy achieved clinical efficacy mostly due to unwanted immune responses towards viral vectors. The natural polysaccharide chitosan might provide remedy as a suitable non-viral vector for gene delivery purposes because of its biodegradability and low cytotoxicity. Hence, four chitosan-based nanosystems containing mRNA, antisense oligonucleotides or capsaicin were designed and explored. The results presented in this Thesis demonstrate a promising start for the development of a dual strategy targeting both proteins to treat abnormal ion transports in CF.