Bibliographic Metadata

Title
Characterization of lipid peroxidation products as danger signals in atherosclerosis / eingereicht von Mirlinda Ademi
Additional Titles
Charakterisierung von Lipidperoxidationsprodukten als Warnsignale in Atherosklerose
AuthorAdemi, Mirlinda
Thesis advisorBinder, Christoph ; Papac-Milicevic, Nikolina
Published2018
Description98 Blatt : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionJune 2018
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Lipidperoxidation / oxidationsspezifische Epitope / Malondialdehyd / Makrophagenmigration / Zelltod / Nekroptose / Ferroptose
Keywords (EN)lipid peroxidation / oxidation-specific epitopes / malondialdehyde / macrophage migration / cell death / necroptosis / ferroptosis
Restriction-Information
 The Document is only available locally
Links
Reference
Classification
Abstract (German)

Oxidativer Stress und die damit einhergehende Lipidperoxidation spielen eine wichtige Rolle in der Pathogenese von vielen akuten sowie chronisch-entzündlichen Erkrankungen. Zentral hierbei ist die Bildung von sogenannten oxidationsspezifischen Epitopen (OSEs), welche steril-entzündliche Prozesse in Gang setzen können. Eines dieser Hauptabbauprodukte stellt Malondialdehyd (MDA) dar, welches auf der Oberfläche apoptotischer Zellen, oxidiertem Low Density Lipoprotein (oxLDL) und Mikrovesikeln angereichert wird. Zusammen mit anderen OSEs zählt MDA zur endogenen Gruppe der Gefahren-assoziierten molekularen Muster besser bekannt unter dem englischen Begriff damage-associated molecular patterns (DAMPs). Auf bestehenden Daten basierend stellten wir die Hypothese auf, dass MDA-Epitope nicht nur wichtige Entzündungsmediatoren sind, sondern ebenso als DAMPs homöostatisch zentral mitwirken. Das Ziel meiner Diplomarbeit war es mich mit dem zellulärem Verhalten von MDA-stimulierten Makrophagen zu beschäftigen und zum anderen, MDA-Epitope erstmalig im Zusammenhang mit nicht-apoptotischem Zelltod nachzuweisen. (A) Initial wurden mittels Konfokalmikroskopie die Morphologie sowie Organisation des Zytoskeletts von aus Mäuseknochenmark gewonnenen Makrophagen (BMDM) beschrieben: (1) MDA-Epitope initiierten eine zunehmende Neubildung von Filopodien, sowie vermehrtes Membraneruffling. (2) Weiters zeigte sich die MDA-induzierte Zellbewegung von den Scavenger-Rezeptoren CD36, SR-A1 und TLR4 unabhängig. (3) Während geringe MDA-Mengen die Zellbewegung signifikant stimulierten, führten hohe MDA-Dosen zu einem deutlich inhibierenden Effekt. (4) LR04, ein MDA-bindender Antikörper, hatte einen neutralisierenden Effekt auf MDA-induzierte Migration. (B) Im zweiten Abschnitt der Arbeit wurde die Expression von MDA-Epitopen im Zusammenhang mit der Zeit- und Dosis-abhängigen Wirkung von Chemikalien, die Nekroptose/ Ferroptose induzieren oder inhibieren, beschrieben. Die Visualisierung sowie Quantifizierung der Zellviabilität erfolgte mittels Durchflusszytometrie sowie Konfokalmikroskopie. Wir konnten zeigen, dass das Auftreten von MDA-Epitopen auf der Zelloberfläche von nekroptotischen und ferroptotischen Zellen mit dem Verlust der Integrität der Zellmembran zusammenhängt. Zusammenfassend unterstützen die Ergebnisse dieser Arbeit die Auffassung, dass MDA-Epitope eine neue Form von DAMPs darstellen und damit zentral in der Aufrechterhaltung der Homöostase mitwirken.

Abstract (English)

Lipid peroxidation is a hallmark of many acute and chronic inflammatory conditions. One of its deleterious consequences is the formation of neo-self epitopes, also known as oxidation specific epitopes (OSEs), which act as pro-inflammatory danger signals recognized by innate immunity. Among them, malondialdehyde (MDA)-epitopes are the best-studied example. They are highly enriched on apoptotic cells, oxidized lipoproteins and microvesicles. Together with other OSEs, MDA-epitopes represent endogenous damage-associated molecular patterns (DAMPs) recognized by innate immunity. Based on previous findings, we hypothesized that MDA-epitopes represent important mediators of inflammation and homeostasis maintenance. The aim of this thesis was to define cellular responses of macrophages sensing MDA-epitopes. Furthermore, we studied the presence of MDA-epitopes in non-apoptotic cell death mechanisms. (A) To elucidate MDA-epitope induced migration, cytoskeletal dynamics of bone marrow-derived macrophages (BMDM) were monitored by confocal microscopy. MDA-epitope induced macrophage movement was assessed using scratch and transwell migration assays, in the presence and absence of pharmacological inhibitors as well as an MDA-epitopes neutralizing antibody. (B) Cell death experiments were performed in Jurkat T cells and HT-1080 cells, doing a time-course and dose-dependent stimulation including various inducers and inhibitors of necroptosis and ferroptosis. Visualization and assessment of cell viability and presence of MDA-epitopes on dying cells was performed by flow cytometry and confocal microscopy. Consistent with our hypothesis, MDA-epitopes were shown (1) to induce rapid macrophage spreading with increased filopodia and membrane ruffling, an effect that could be inhibited by the MDA-specific antibody LR04. (2) Secondly, MDA-epitope induced migration was shown to be independent of the scavenger receptors CD36, SR-A1 and TLR4. (3) Furthermore, BMDM migration happened in a dose-dependent manner: While low doses of MDA-epitopes stimulated cell movement, higher amounts of them inhibited migration. (4) The appearance of MDA-epitopes was further demonstrated to coincide with loss of membrane integrity in ferroptosis and necroptosis. All of which contributes to the data supporting the notion that MDA-epitopes represent novel DAMPs, which play an important role in the maintenance of homeostasis.