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| 024 | 7 | _ | |2 Laufende Nummer |a 37195 |
| 024 | 7 | _ | |2 datacite_doi |a 10.18154/RWTH-2018-224439 |
| 024 | 7 | _ | |2 HBZ |a HT019729427 |
| 037 | _ | _ | |a RWTH-2018-224439 |
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| 082 | _ | _ | |a 540 |
| 100 | 1 | _ | |0 P:(DE-588)1160505276 |a Collmann, Franziska Melanie |b 0 |
| 245 | _ | _ | |a An imaging reporter-based strategy to monitor microglia polarisation after stroke in real-time |c vorgelegt von Franziska Melanie Collmann, M. Sc. |h online |
| 260 | _ | _ | |a Aachen |c 2018 |
| 300 | _ | _ | |a 1 Online-Ressource (209 Seiten) : Illustrationen, Diagramme |
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| 336 | 7 | _ | |0 2 |2 EndNote |a Thesis |
| 336 | 7 | _ | |0 PUB:(DE-HGF)11 |2 PUB:(DE-HGF) |a Dissertation / PhD Thesis |b phd |m phd |
| 336 | 7 | _ | |2 DRIVER |a doctoralThesis |
| 500 | _ | _ | |a Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University |
| 502 | _ | _ | |a Dissertation, RWTH Aachen University, 2018 |b Dissertation |c RWTH Aachen University |d 2018 |g Fak01 |o 2018-05-14 |
| 520 | 3 | _ | |a Schlaganfall zählt immer noch zu den führenden Todesursachen. Trotz intensiver Forschungsarbeiten gibt es bislang keine wirksame Therapie. Lange Zeit in der Neurobiologie vernachlässigt, spielen Mikroglia und Makrophagen eine wesentliche Rolle im Krankheitsbild. Diese hochdynamischen Zellen können in Abhängigkeit ihrer Mikroumgebung verschiedene pro- („M1-ähnlich“) und anti-inflammatorische („M2-ähnlich“) Phänotypen einnehmen und damit umliegende zelluläre Prozesse steuern. Entgegen der Erwartungen erwiesen anti-inflammatorische Therapeutika bisher nicht die gewünschte Wirkung in Patienten. Dies ist auf ein fehlendes Verständnis des zeitlichen Verlaufs der Mikrogliaaktivität im Schlaganfallgewebe zurückzuführen. Nach einem ischämischen Schlaganfall überwiegen anti-inflammatorische Mikroglia/Makrophagen im frühen Zeitfenster, die im Zeitverlauf durch einen pro-inflammatorischen Phänotyp abgelöst werden. Allerdings sind Publikationen dazu auf ex vivo Experimente mit einzelnen Zeitpunkten beschränkt. Folglich sind Untersuchungen mittels Bildgebungsverfahren in Echtzeit dringend notwendig, um den Zeitverlauf der Zellaktivität in einzelnen Individuen verstehen und Korrelationen zu sensomotorischer Einschränkung und Läsionsausmaß ableiten zu können. Ziel dieser Doktorarbeit war es, das zeitliche Profil der Mikrogliaaktivität im lebenden Mausgehirn nach Schlaganfall zu bestimmen. Dafür habe ich lentivirale Partikel generiert, welche die Bildgebungsreporter Luciferase (Luc2) und das grün fluoreszierende Protein (eGFP) unter spezifischer pro- (iNOS) oder anti-inflammatorischer (Ym1) Promotorkontrolle tragen. Reportersensitivität und Promotorspezifität wurden in Mikrogliazellen unter Stimulation mittels Biolumineszenz- und Fluoreszenzbildgebung bestätigt. Zudem hatte das Klonieren einer mikroRNA9-spezifischen Erkennungssequenz das Ziel der spezifischen Mikrogliamarkierung. Zusammenfassend habe ich eine neue Reporter-basierte Bildgebungsstrategie entwickelt, um Mikrogliapolarisation im Zeitverlauf unter echten in vivo Bedingungen zu charakterisieren. Intrastriatale Injektionen lentiviraler (LV) Partikel ermöglichten es zum ersten Mal, iNOS- oder Ym1-abhängige Polarisierungen nach Schlaganfall zu verfolgen. LV-Injektionen mit dem konstitutiven Elongationsfaktor 1 alpha (EF1α) Promotor resultierten in stabilem Biolumineszenzsignal nach zwei Wochen. Darauf basierend wurde der Schlaganfall mittels des Okklusionsmodells der mittleren Zerebralarterie nach zwei bis drei Wochen induziert und das Läsionsvolumen mit T2-gewichteter Magnetresonanztomographie (MRT) bestimmt. iNOS und Ym1 abhängige Signale stiegen deutlich nach Schlaganfall in Tieren mit Läsionen in striatalen und kortikalen Arealen, nicht aber in Tieren ohne Läsion. Interessanterweise korrelierte die Zeit bis zum maximalen Biolumineszenzsignal unter iNOS-Regulation invers mit dem Läsionsvolumen. Ein späteres Erreichen des maximalen Signals unter iNOS-Kontrolle ging einher mit einer schlechteren Erholung, gemessen anhand der Stärke der Läsion mittels MRT und sensomotorischer Defizite mittels eines neurologischen Defizit-Punktesystems. Ym1 Promotoraktivität war an Tag 11 nach Schlaganfall maximal und korrelierte nicht mit der Läsionsstärke. Die Realisierung und Anwendung dieser neuen multimodalen Strategie in dieser Doktorarbeit ermöglicht es, die zeitliche Regulation jedes gewünschten Gens mit hoher Sensitivität, und im speziellen Fall des Schlaganfalls, Polarisationsveränderungen in Abhängigkeit von der Läsionsschwere zu untersuchen. Darüber hinaus hat dieser Ansatz, wie mittels Korrelationstests gezeigt, das Potential, inflammatorische Prozesse individuell verstehen und personalisierte inflammatorische Behandlung im jeweiligen Zeitfenster anwenden zu können. |l ger |
| 520 | _ | _ | |a Stroke is still one of the leading causes of death. Despite intensive research efforts, effective treatment is still lacking. Long-time neglected in neurosciences, the microglia and macrophages of the innate immune system are highly dynamic and active after neurological insult such as stroke and switch between pro- (M1-like) and anti-inflammatory (M2-like) phenotypes. Anti-inflammatory treatment strategies in the past have failed in humans, possibly due to a lack of understanding of the temporal profile of microglia activation. In ischaemic stroke, microglia/macrophages polarise toward an M2-like state during the first days, which decreases over time, while M1-like microglia/macrophages take over. These reports, however, are restricted to ex vivo single time point analyses. Thus, there is urgent need for real-time imaging to understand cell activities in individuals over time and correlate findings to performance and lesion severity. This thesis aimed to understand the temporal activation profile of microglia in the living murine brain after stroke. For this purpose, I generated lentiviral particles carrying the imaging reporters firefly luciferase (Luc2) and enhanced green fluorescent protein (eGFP) under control of specific promoters, representing the M1-like state (iNOS) or the M2-like state (Ym1). Reporter sensitivity and promoter specificity were confirmed in microglial cell culture under stimulation by recording both bioluminescence and fluorescence imaging (BLI and FLI). Further, cloning of a microRNA9 (miR9) target site into expression constructs aimed for specific microglia labelling. In summary, I established a novel imaging reporter-based strategy to characterise microglial cell dynamics in time profile under true in vivo conditions. Lentiviral (LV) particle injection into the striatum allowed for the first time in vivo monitoring of iNOS or Ym1 dependent polarisation dynamics after stroke. LV injections with the constitutive elongation factor 1 alpha (EF1α) promoter resulted in stable BLI signal after two weeks. Based on this observation, stroke was induced via the middle cerebral artery occlusion (MCAO) model two to three weeks later. iNOS and Ym1 activities strongly increased after MCAO in animals with cortico-striatal lesions, measured by T2 weighted Magnetic Resonance Imaging (MRI), but not in the absence of lesion. Interestingly, the time to reach maximal BLI signal driven by the iNOS promoter, indicating pro-inflammatory activity, inversely correlated with lesion volumes. Further, a later pro-inflammatory peak was observed in animals with worse recovery, validated by lesion size and the modified Neurological Deficit Score (mNDS). Ym1 promoter activity was maximal on 11 days post stroke (dps) and did not correlate with T2 lesion volumes. The implementation and application of this novel multimodal strategy presented in this dissertation open new doors to assess temporal regulations of any gene with high sensitivity and, in the particular event of stroke, polarisation changes in dependence on lesion severity. Even more, as shown with the correlation tests, this strategy could provide information on individual inflammatory responses and holds promise for the development of personalised inflammatory targeting in a suitable time window. |l eng |
| 591 | _ | _ | |a Germany |
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| 653 | _ | 7 | |a imaging |
| 653 | _ | 7 | |a microglia |
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| 700 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)IDM00034 |a Spehr, Marc |b 3 |e Thesis advisor |
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