Characterization of small molecule GDNF family ligand mimetic BT44 for the treatment of neuropathic pain

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta, Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos fi
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Environmental Sciences en
dc.contributor Helsingfors universitet, Agrikultur- och forstvetenskapliga fakulteten, Institutionen för livsmedels- och miljövetenskaper sv
dc.contributor.author Nuotio, Ulpukka
dc.date.issued 2017
dc.identifier.uri URN:NBN:fi:hulib-201705174158
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/191288
dc.description.abstract Neuropaattinen kipu on on hermojen vahingoittumisesta johtuva krooninen sairaus, joka vaikuttaa miljoonien ihmisten elämään maaimanlaajuisesti. Parantavaa hoitoa ei ole keksitty, ja kivun hallinnassa käytetään masennuslääkkeitä ja opioideja, jotka vaikuttavat kivun välittymiseen mutta eivät vahingoittuneisiin neuroneihin. GDNF-perheeseen kuuluvat gliasoluperäinen hermokasvutekijä (GDNF) ja artemiini ovat tutkimuksissa entisöineet vahingoittuneita neuroneita. Näiden hermokasvutekijöiden käyttö klinikoissa on rajoittunutta, koska GDNF:n ja artemiinin annostelu ja tuotanto ovat haasteellisia. Tästä johtuen olemme kehittäneet GDNF-perheen ligandeja matkivan molekyylin nimeltä BT44. Molekyylin karakterisointi alkoi in vitro-kokeilla, joissa tutkimme BT44:n kykyä indusoida lusiferaasin produktiota GDNF:n ja artemiinin reseptoreita (GFRalpha1 ja RET sekä GFRalpha3 ja RET) ekspressoivissa soluissa. Tutkimme myös BT44:n indusoimaa RET fosforylaatiota ja MAPK/ERK ja Pi3-K/Akt-prosessien aktivaatiota. Lisäksi vertasimme BT44:n ja artemiinin kykyä muodostaa neuriitteja soluviljellyistä rotan spinaaliganglioista. In vitro-kokeet osoittivat BT44:n aktivoivan GDNF:n ja artemiinin reseptoreita, indusoivan RET-fosforylaatiota, aktivoivan MAPK/ERK ja Pi3-K/Akt-prosesseja, ja stimuloivan neuriittien kasvua soluviljellyistä spinaaliganglioista. Näiden lupaavien tulosten jälkeen siirryimme in vivo-kokeisiin rotilla. Käytimme SNL-mallia, jossa spinaalihermo sidotaan, ja aiheuttaa kiputilan rotassa. BT44 lievensi mekaanista nosiseptiota ja kylmäkipua SNL-rotissa. Lisäksi havaitsimme BT44:n normalisoivan kipumarkkereita SNL-rottien kudoksissa. Tulokset ovat verrannollisia aikaisempien tutkimusten kanssa. Näiden lupaavien tulosten johdosta ehdotamme BT44:kehittämistä lupaavana ja innovatiivisena neuropaattisen kivun hoitokeinona. fi
dc.description.abstract Neuropathic pain is pain caused by injury or damage to the nervous system. This adverse condition affects millions of people in all parts of the world, and no known cure has been developed. Existing treatments are mainly anti-depressants or opioids that alleviate symptoms instead of repairing damaged neurons. Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) and artemin, belonging to GDNF family ligands, have been shown to restore damaged neurons. However due to the poor pharmaceutical properties of these proteins, such as difficult administration and expensive production, their transition to clinics is complicated. That is why we have been developing small molecule GFL-mimetics as an alternative. One of these mimetics is a compound named BT44. Characterization of BT44 began with in vitro experiments, where we tested the compound’s ability to activate luciferase reporter gene in cells expressing GDNF (GFRalpha1 and RET) and artemin (GFRalpha3 and RET) receptors, as well as ability to induce RET phosphorylation and activate intracellular MAPK/ERK and Pi3-K/Akt pathways. Furthermore, we tested stimulation of neurite outgrowth by the compound from cultured dorsal root ganglion neurons. In a similar manner to GDNF and artemin, BT44 was shown to activate GFRalpha1/RET and GFRalpha3/RET receptors and induce RET phosphorylation and intracellular signaling, in addition to stimulating neurite outgrowth from cultured DRG neurons. Because of the promising in vitro results, we moved on to in vivo testing in rat spinal nerve ligation (SNL) model of neuropathic pain. Similarly to artemin, BT44 was able to alleviate mechanical nociception and cold allodynia in SNL rats. In addition, we found that BT44 normalized to a certain degree nociception-related markers influenced by SNL in the tissues of experimental animals, which emulates previously published results for artemin. To summarize, our results indicate that BT44 is effective in neuronal restoration and pain alleviation, suggesting it for further development as innovative neuropathic pain treatment. en
dc.language.iso eng
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.subject GDNF
dc.subject neuropathic pain en
dc.subject pain treatment en
dc.subject GDNF family ligands en
dc.subject artemin en
dc.subject mimetics en
dc.title Characterization of small molecule GDNF family ligand mimetic BT44 for the treatment of neuropathic pain en
dc.type.ontasot pro gradu-avhandlingar sv
dc.type.ontasot pro gradu -tutkielmat fi
dc.type.ontasot master's thesis en
dc.subject.discipline Bioteknik (EYT) sv
dc.subject.discipline Biotechnology (EYT) en
dc.subject.discipline Biotekniikka (EYT) fi
dct.identifier.urn URN:NBN:fi:hulib-201705174158

Files in this item

Files Size Format View
Ulpukka_Nuotio_Thesis.pdf 1.259Mb application/pdf View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record