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Bibliographic Metadata

Title
TSC 2 dependent lymphangiogenesis in lymphangioleiomyomatosis disease / submitted by Matthias Schedl
Additional Titles
TSC2 abhängige Lymphangiogenese in LAM Patienten
AuthorSchedl, Matthias
Thesis advisorMarian, Brigitte
Published2018
Description143 Blatt : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diss., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionMarch 2018
LanguageEnglish
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)TSC 2 / Lymphangiogenese / LAM / Lymphangioleiomeiomatose / mTOR Signalweg / Embryonale Zebrafisch Lymphangiogenese / Fli1/EGFP Zebrafish Embryo Entwicklung / Rapamycin
Keywords (EN)lymphangioleiomyomatosis / tuberosis sclerosis complex / mTOR pathway / zebrafish lymphatics development / zebrafish early lymphangiogenesis / LAM 101-101 cell culture / antilymphangiogenic drug screening / zebrafish embryo biomodel / rapamycin treatment / sirolimus / Fli1/EGFP zebrafish embryo
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-18784 Persistent Identifier (URN)
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TSC 2 dependent lymphangiogenesis in lymphangioleiomyomatosis disease [5.88 mb]
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Classification
Abstract (German)

Lymphangioleiomyomatosis (LAM) ist eine meist hereditäre Erkrankung bei der überwiegend Frauen im geburtsfähigen Alter, zwischen 30 und 35 Jahren betroffen sind. Durch eine Mutation im tuberosis sclerosis complex (TSC) Gen wird mammalian target of rapamycin (mTOR) fehlreguliert. LAM zeigt sich charakterisiert durch hohe Lymphangiogenese sowie einen erhöhten VEGF-D Blutspiegel. Allerdings sind genauere Regulationsmechanismen größtenteils unbekannt. In dieser Arbeit wurden daher ein in silico; ein in vitro und ein in vivo Weg gewählt um herauszufinden inwieweit TSC 2 zur Lymphangiogenese beiträgt.

In silico ausgewertete Mikroarray Daten haben gezeigt, dass in LAM Gewebe eine Hochregulation einer Reihe von Genen stattfindet, darunter Angiogenese Faktoren wie VEGF-C. In vitro wurde an TSC 2 veränderten LAM Zellen gezeigt, dass VEGF-C and VEGF-D mRNA hochreguliert sind. Außerdem haben in vitro Experimente gezeigt, dass LAM Zellen das Überleben sowie das Wachstum von lymphatischen Endothelzellen (LEC) stimulieren, und den VEGFR-3 Rezeptor hochregulieren. Auch konnte gezeigt werden, dass Rapamycin als mTOR Inhibitor die Migration von LAM Zellen reduziert. Außerdem konnte ein modifiziertes und optimiertes transgenes Zebrafisch Model entwickelt werden, um Lymphangiogenese in vivo zu beobachten, und letztlich auch kleinste lymphatische Strukturen und Gefäße zu quantifizieren. Die Ergebnisse im Zebrafisch Modell zeigten, dass das lymphatische Wachstum von der TSC 2 Deletion der LAM Zellen beeinflusst wird.

In Zukunft kann das innovative in vivo Biomodel bei der Charakterisierung von neuartigen Medikamenten zur Blockade der Lymphangiogenese bei der LAM Erkrankung beitragen.

Abstract (English)

Lymphangioleiomyomatosis (LAM) classifies as a rare cystic lung disease affecting mostly young women suffering from the hereditary disease tuberous sclerosis. It is caused by a germline mutation in the TSC 2 gene whose gene product down-modulate mTOR activity. LAM causes lymphatic vessel growth and shows elevated VEGF-D blood levels. The main research question in this regard was to elucidate to which extend mammalian target of rapamycin (mTOR) drives lymphangiogenesis, and how VEGF-D is involved. Three different approaches have been chosen to answer this question: (1) in silico gene array analysis, (2) in vitro studies using isogenic TSC-2-deficient and proficient LAM cell culture models and rapamycin as a chemical inhibitor of mTOR and (3) a modified zebrafish embryo biomodel to quantify in vivo lymphangiogenesis.

In silico gene array data showed VEGF-C, but no VEGF-D upregulation by LAM cells. However, in vitro results demonstrated an upregulation of VEGF-C as well as VEGF-D mRNA in LAM cells. VEGF-D mRNA regulation in LAM cells appeared to be TSC 2 dependent. Moreover, since VEGF ligands signal through VEGF- receptors, VEGF- containing LAM supernatant on lymphatic endothelial cells (LEC) was studied too. In vitro results demonstrated LAM conditioned media increased LEC viability and proliferation which depended on TSC 2 deficiency. Results also showed a TSC 2 dependent upregulation of the VEGFR-3 receptor in LEC cells. In vitro experiments also revealed TSC 2 deficiency to increase another cancer characteristic: migration. Migration could be significantly reduced by administration of mTOR inhibitor rapamycin. Furthermore in vivo data, as quantifiable with a modified transgenic zebrafish embryo, demonstrated LAM to be highly lymphangiogenic, and also dependent on TSC 2 deficient activation of mTOR.

In the future, the stainable zebrafish embryo can thereby be utilized as a screening tool to assess the efficacy of mTOR inhibitors such as for example everolimus, ridaforolimus or temsirolimus. The modified biomodel may additionally help to identify lymphangiogen related processes and consequently find anti- VEGF-D therapy targets for LAM disease.

Taken together, data of this thesis has shown a TSC 2 dependent mTOR activation that led to elevated in vivo quantifiable lymphangiogenesis. Utilizing this modified in vivo tool will aid to accelerate the quest for novel anti- lymphangiogenesis drugs.

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