Untersuchung zur Rolle von Dusp6 im Negative-Feedback-Signalling bei der Proliferation von Kardiomyozyten

Herz-Kreislauf-Erkrankungen (HKE) sind die häufigste Todesursache weltweit, ischämische Herzkrankheiten (IHK) sind die häufigsten unter den HKEs. IHK verursachen irreparable Schäden, welche zu Nekrose und Fibrose an der betroffenen Stelle des Herzmuskelgewebes führen können. Untersuchungen zeigten, dass der ErbB2-Pathway eine wichtige Rolle bei der Herzregeneration spielt, indem es zu Dedifferenzierung und Proliferation von Kardiomyozyten führt, gefolgt von Redifferenzierung und Funktionswiederherstellung. Das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen der Redifferenzierung kann eine wichtige Rolle bei der Verstärkung dieser Prozesse spielen. Interne Daten haben die ERK1/2-spezifische Phosphatase Dusp6 als einen möglichen Beiträger zur Redifferenzierung durch negative feedback signalling hervorgehoben. Diese Arbeit soll die Grundlage für Untersuchungen zur funktionellen Rolle von Dusp6 bei der Redifferenzierung von Kardiomyozyten legen Um dies zu untersuchen wurden Vektoren entworfen, die shRNAs gegen Dusp6 beinhalten. Diese Vektoren wurden in Zelllinien und in primärer Herz-Zellkultur getestet. Die Ergebnisse zeigen einen funktionellen knock-down von Dusp6 in NIH3T3 Zelllinien sowie in primärer Herz-Zellkultur, sowie dass AAV-DJ hier ein effektives Instrument zur Gentransfer-Vermittlung ist. Der knock-down von Dusp6 führt in primärer Herz-Zellkultur zu vermehrter Proliferation. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Dusp6-Expression während der Proliferation ihren Höhepunkt erreicht, was eine direkte Korrelation zwischen dem Fortschreiten der Mitose und Dusp6-Expression zeigt. Diese Ergebnisse bilden eine starke Basis für weitere Untersuchungen sowohl in vitro als auch in vivo. Cardiovascular Disease (CVD) is the most common cause of death worldwide, with Ischaemic Heart Disease (IHD) being the predominant cause among the CVDs. IHDs cause irreparable damage to the heart, leading to irreversible tissue damage and fibrosis in the affected area. The ErbB2-pathway has been shown to be an important mediator of heart regeneration via dedifferentiation and proliferation of cardiomyocytes, followed by their redifferentiation and restoration of heart function. However, little is known about how redifferentiation and functional restoration take place. Understanding the underlying mechanisms of redifferentiation may play an important role in augmenting these processes. Internal investigations have highlighted the ERK1/2-specific phosphatase Dusp6 as a possible contributor to redifferentation through negative feedback signalling. This thesis should lay the basis for investigations into the functional role of Dusp6 in the cardiomyocyte redifferentiation. To investigate this, vector plasmids carrying shRNAs against Dusp6 were designed and tested in a cell line as well as in cardiac tissue and cardiomyocytes. The results show a functional knock-down of Dusp6 both in NIH3T3 cell line as well as cardiac tissue by the shRNA, with AAV-DJ being an effective tool for vector delivery to cardiomyocytes. The results further show that knock-down of Dusp6 in cardiac tissue leads to a boost in proliferation. Additionally, it was revealed that Dusp6 expression peaks during proliferation, showing a direct correlation between the progression of mitosis and Dusp6 expression. These results provide a strong basis for further investigations both in vitro and in vivo. Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2022