Year: 2011
Type: dissertation
Abstract: Prionen verursachen transmissible spongiforme Enzephalopathien wie Scrapie, die bovine spongiforme Enzephalopathie oder die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit und bestehen aus fehlgefaltetem, aggregierten Prionprotein (PrP). Aufgrund ihrer hohen Toleranz gegenüber üblichen Desinfektionsverfahren stellen sie sowohl eine besondere Herausforderung als auch ein exzellentes Paradigma für die Aufbereitung von chirurgischen Instrumenten dar. Tatsächlich haben sich Prionen bereits als aussagekräftige Modellpathogene für die Entwicklung neuer Formulierungen zur hochwirksamen Desinfektion auch von Bakterien, Viren und Pilzen bewährt. Um Prionen zukünftig in größerem Umfang als Testerreger zur Entwicklung neuer Mittel und Verfahren für die Breitspektrumdesinfektion ohne Rückgriff auf Tierversuche nutzen zu können, wurden in dieser Arbeit in vitro- Ersatzmethoden für Prion-Bioassays in Nagetieren aufgebaut und validiert. Zur quantitativen biochemischen Bestimmung der PrP-konvertierenden Keimaktivität des Scrapie-assoziierten Prionproteins wurde ein spezifisch adaptierter Protein Misfolding Cyclic Amplification (PMCA)-Assay etabliert. Mit hamster- adaptierten Scrapie-Prionen (Stamm 263K) kontaminierte Stahlstifte wurden verschiedenen Desinfektionsbehandlungen und anschließend einer quantitativen PMCA unterzogen. Die Ergebnisse des PMCA-Assays wurden dann mit bereits früher erhobenen Bioassay-Daten zur Reduktion infektiöser Priontiter durch die angewandten Desinfektionsverfahren verglichen. Zusätzlich dazu wurde ein Zellkulturassay mit primären Gliazellen aus Hamstern zum biologischen in vitro-Nachweis der Keimaktivität des Prionproteins entwickelt. Der Nachweis von Scrapie-assoziierter Keimaktivität an Stahlstiftprüfkörpern in der quantitativen PMCA übertraf die Sensitivität des Nachweises von Prioninfektiosität im Tierversuch um mindestens eine Größenordnung. Dabei konnte die Reduktion der Prioninfektiosität an Stahlstiftprüfkörpern durch 16 verschiedene Desinfektions-verfahren mit Titerreduktionen von weniger als 101-fach bis zu größer oder gleich 105,5-fach durchgängig korrekt abgeschätzt werden. Mittels PMCA biochemisch nachgewiesene Keimaktivität ließ sich auch biologisch in der Zellkultur detektieren. Konzeptionell deuten die Befunde dieser Arbeit darauf hin, dass die proteinöse Keimaktivität und pathogene Infektiosität von 263K Scrapie-Prionen biochemische und biologische Manifestationen desselben molekularen Prinzips darstellen. In praktischer Hinsicht steht mit der Gliazellkultur-gekoppelten PMCA potentiell eine gleichwertige oder sogar überlegene Alternative zum Prion-Bioassay in Tieren zur Verfügung.
Author: Pritzkow, Sandra
Language: German
Subfield: Molecular Biology
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W1587251304