Eines der Forschungsgebiete der Biophysik ist die interzelluläre Adhäsion. Offensichtlich sind die einzelnen Zellen mehrzelliger Lebewesen in der Lage, aneinander oder an einer Matrix zu haften, um dem Organismus eine Gestalt zu geben und Funktionalitäten zu ermöglichen. Andererseits können komplexe Lebensformen Zellen besitzen, die nicht aneinander haften, z.B. Erythrozyten, die einzeln im Blutstrom treiben und Sauerstoff transportieren. Eine interessante Stellung nehmen Leukozyten ein, da sie auf äußere Signale mit Veränderung ihrer adhäsiven Eigenschaften reagieren können. Bestimmte Zellen des Immunsystems zirkulieren im ruhenden Zustand im Blutstrom, ohne an den Gefäßwänden zu haften, bis sie durch Signale veranlasst werden, die Blutgefäße zu verlassen und im umliegenden Gewebe Aufgaben durchzuführen. Zu diesen Zellen gehören die Monozyten, eine Untergruppe der mononuklearen Phagozyten, die auf die Vernichtung von körperfremden Antigenen spezialisiert sind und im ruhenden Zustand im Blut zirkulieren. Vorzeitige Haftung an das Endothel wird durch Expression des antiadhäsiven Glykoproteins CD43 (Leukosialin, Sialophorin) auf der monozytischen Membran verhindert. Im Verlauf der Aktivierung durch bakterielle Moleküle oder Entzündungssignale wird der antiadhäsive Charakter von CD43 durch Proteolyse verringert. Gleichzeitig erhöht sich die Expression und Freisetzung des Rezeptors CR4 (p(150,95)), der aus den Untereinheiten CD11c und CD18 besteht und an der Adhäsion am Endothel und der extrazellulären Matrix, der Chemotaxe und der Phagozytose beteiligt ist. CD11c wird normalerweise hauptsächlich von myeloiden Zellen exprimiert. Bei der Haarzell-Leukämie (HZL) tritt jedoch eine abnormale, starke CD11c-Expression in Lymphozyten auf, die zur Diagnose der Erkrankung dient. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden in vitro Mechanismen untersucht, die im Verlauf der monozytischen Aktivierung die Transkription der CD43- und CD11c-Gene beeinflussen. Des weiteren wurden Ursachen der bei Haarzell-Leukämie (HZL) auftretenden abnormalen konstitutiven Expression von CD11c in Lymphozyten untersucht. In den Promotoren der humanen CD43- und CD11c-Gene wurden potenziell einzelsträngige cis-Elemente und an sie bindende trans-Faktoren identifiziert. Hierbei wurde demonstriert, dass diese DNS-Regionen für die Aktivitäten der CD43- und CD11c-Promotoren wichtig sind. Im Verlauf der monozytischen Aktivierung wurde die Bindung eines Einzelstrang-bindenden Faktors, PyRo1, an diese Regionen beobachtet. In weiteren Experimenten wurde Interaktion eines weiteren Einzelstrang-bindenden Proteins, Pura, mit den CD43- und CD11c-Promotoren nachgewiesen. Bindung von Pura an den CD43-Promotor führt zu einer Verringerung seiner Aktivität, während der CD11c-Promotor durch Pura aktiviert wird. Der Transkriptionsfaktor Pura scheint somit Teil eines Mechanismus zur gleichzeitigen Verringerung der Antiadhäsion und Erhöhung der Adhäsion im Verlauf der monozytischen Aktivierung darzustellen. Es handelt sich hierbei um den ersten bekannten Hinweis, dass die CD43- und CD11c-Promotoren das Potential zur Einzelstrangbildung besitzen. Es ist ebenfalls der erste Nachweis, dass die Aktivität des CD43-Promotors im Verlauf der monozytischen Aktivierung sinkt und dass dieser Vorgang durch Pura gesteuert wird. Die Untersuchung der abnormalen CD11c-Expression in HZL-Lymphozyten ergab, dass sie durch konstitutive Aktivierung des Transkriptionsfaktors JunD verursacht wird. Es wurde weiter gezeigt, dass das proto-Onkogen Ras die Aktivität des CD11c-Promotors in HZL-Lymphozyten beeinflusst. Da bekannt ist, dass Störungen von JunD und Ras kanzerogen wirken können, lassen sich Transformation und CD11c-Expression in Haarzell-Leukämie als gemeinsame Folge eines Defekts in der Kontrolle des proto-Onkogens Ras auffassen. Diese Ergebnisse können dazu beitragen, die molekularen Ursachen der Haarzell-Leukämie besser zu verstehen und ihre Behandlung zu erleichtern.     «

Eines der Forschungsgebiete der Biophysik ist die interzelluläre Adhäsion. Offensichtlich sind die einzelnen Zellen mehrzelliger Lebewesen in der Lage, aneinander oder an einer Matrix zu haften, um dem Organismus eine Gestalt zu geben und Funktionalitäten zu ermöglichen. Andererseits können komplexe Lebensformen Zellen besitzen, die nicht aneinander haften, z.B. Erythrozyten, die einzeln im Blutstrom treiben und Sauerstoff transportieren. Eine interessante Stellung nehmen Leukozyten ein, da sie...     »

Intercellular adhesion is among the fields of interest in biophysics. Obviously the cells of a multicellular organism are able to adhere to each other or to a matrix to give shape and functionalities to the organism. On the other hand, complex life forms can possess cells that are non-adherent, e.g. erythrocytes which float in the blood stream and transport oxygen. Leukocytes are interesting since they can modify their adhesive properties in response to extracellular signals. Certain leukocytes circulate in their resting states in the blood without adhering to the endothelium until signals cause them to leave the blood vessel and to migrate into the surrounding tissue. Among these cells are monocytes, a subset of mononuclear phagocytes, that are specialised in the removal of non-self antigens. In their resting states they float in the blood stream. Premature adhesion to the endothelium is reduced by the expression of the anti-adhesive glykoprotein CD43 (leukosialin, sialophorin) on their surfaces. The anti-adhesive properties of CD43 are reduced by proteolysis in response to activation by bacterial molecules or inflammatory signals. At the same time, expression of the receptor CR4 (p(150,95)), consisting of the subunits CD11c and CD18 and involved in adhesion, chemotaxis and phagocytosis is increased. In the course of this thesis, in vitro mechanisms influencing the transcription of the genes encoding for CD43 and CD11c during monocytic activation were analysed. In addition the underlying causes for the abnormal constitutive CD11c expression in hairy cell leukemia cells were studied. Potentially single-stranded cis-elements in the promoters of the genes encoding for CD43 and CD11c were identified as well as trans-factors binding to them. These DNA regions are important for the activities of the CD43 and CD11c promoters. Binding of PyRo1 to these cis-elements was observed during monocytic differentiation. Further, interaction of the single-stranded DNA-binding factor Pura with the CD43 and CD11c promoters was demonstrated. Pura binding to the CD43 promoter reduces its activity, while the CD11c promoter is activated by Pura. This implicates that Pura is part of a mechanism to concommitantly reduce anti-adhesive properties and increase adhesive properties during monocytic activation. This is the first published evidence that the CD43 and CD11c promoters have the potential to form single-stranded regions. It is also the first demonstration that the activity of the CD43 promoter is reduced during monocytic differentiation and that this effect is mediated by Pura. Studies of the abnormal CD11c expression in hairy cells showed that it is caused by a constitutive activation of the transcription factor JunD in the affected cells. It was further demonstrated that the proto-oncogene Ras influences the activity of the CD11c promoter. Since defects in regulation of JunD and Ras are known to exert cancerogenous effects, hairy cell leukemia and the increased CD11c expression might constitute manifestations of an aberrant control of the proto-oncogene Ras. These findings may contribute to a better understanding of the molecular causes underlying hairy cell leukemia and to improve therapeutic strategies.     «

Intercellular adhesion is among the fields of interest in biophysics. Obviously the cells of a multicellular organism are able to adhere to each other or to a matrix to give shape and functionalities to the organism. On the other hand, complex life forms can possess cells that are non-adherent, e.g. erythrocytes which float in the blood stream and transport oxygen. Leukocytes are interesting since they can modify their adhesive properties in response to extracellular signals. Certain leukocytes...     »