Gompert, Magdalena (2025). Investigating the PECR-mediated mechanisms of Acamprosate in EtOH tolerance and stress resistance. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Alcohol use disorder (AUD) is a complex and chronic condition influenced by both environmental and genetic factors. Despite available treatments, relapse rates remain high, highlighting the need for more targeted therapeutic approaches. Acamprosate is a commonly used medication for maintaining abstinence in AUD, yet its exact mode of action and variable efficacy across individuals are not fully understood. Emerging evidence suggests a neuroprotective role of Acamprosate also outside of AUD. This thesis explores the interplay between a genetic factor contributing to AUD and its effect on the efficacy of Acamprosate to investigate the benefits of more personalized treatment strategies. To do this, this thesis aimed to elucidate the role of the peroxisomal trans-2-enoyl-CoA reductase (PECR), an enzyme with single nucleotide polymorphisms found to correlate with early onset of AUD, in EtOH-induced sedation and tolerance in Drosophila. Furthermore, it was investigated whether Acamprosate function is indeed able to reduce oxidative stress in the central nervous system (CNS) and if that function is reliant on PECR. PECR proved to be an important regulator for ethanol-induced functional tolerance. The findings identify PECR as a key regulator of ethanol-induced functional tolerance and reveal its broader role in enhancing resistance to oxidative and environmental stress. The effectiveness of Acamprosate in promoting both tolerance development and stress resilience was found to be dependent on sufficient levels of PECR in the CNS, suggesting a PECR-mediated mechanism of action. Furthermore, Acamprosate itself upregulates PECR expression, indicating a potential feedback loop that may enhance its therapeutic effects. This connection between PECR and Acamprosate not only advances our understanding of the drug’s mode of action but also highlights the importance of individual molecular profiles in influencing treatment outcomes. These insights support the potential for more personalized strategies in the management of AUD.

Item Type: Thesis (PhD thesis)
Translated title:
Title
Language
Untersuchung der PECR-bezogenen Mechanismen bei EtOH- und Stressresistenz
German
Translated abstract:
Abstract
Language
Alkoholabhängigkeit ist eine komplexe und chronische Erkrankung, die sowohl von Umweltfaktoren als auch von genetischen Faktoren beeinflusst wird. Trotz der verfügbaren Behandlungen sind die Rückfallquoten nach wie vor hoch, was den Bedarf an gezielteren therapeutischen Ansätzen unterstreicht. Acamprosat ist ein häufig verwendetes Medikament zur Aufrechterhaltung der Abstinenz bei Alkoholabhängigkeit, doch sind die genaue Wirkungsweise und die unterschiedliche Wirksamkeit bei verschiedenen Individuen noch nicht vollständig geklärt. Neue Erkenntnisse deuten auf eine neuroprotektive Rolle von Acamprosat auch außerhalb des Alkoholismus hin. In dieser Arbeit wird das Zusammenspiel zwischen genetischen Faktoren, die zu Alkoholabhängigkeit beitragen, und der Wirksamkeit von Acamprosat untersucht, um personalisierte Behandlungsstrategien zu entwickeln. Zu diesem Zweck wurde die Rolle der peroxisomalen trans-2-Enoyl-CoA-Reduktase (PECR), eines Enzyms, dessen Einzelnukleotid-Polymorphismus mit einem frühen Erkranken an Alkoholabhängigkeit korreliert, für die Ethanol-induzierte Sedation und Toleranz in Drosophila untersucht. Darüber hinaus wurde untersucht, ob Acamprosat tatsächlich in der Lage ist, oxidativen Stress im zentralen Nervensystem (ZNS) zu reduzieren, und ob diese Funktion von PECR abhängig ist. Die Ergebnisse weisen PECR als einen wichtigen Regulator der durch Ethanol induzierten funktionellen Toleranz aus und zeigen seine umfassende Rolle bei der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegenüber oxidativem und umweltbedingtem Stress auf. Es wurde festgestellt, dass die Wirksamkeit von Acamprosat bei der Förderung der Toleranzentwicklung und der Stressresistenz vom PECR-Spiegel im ZNS abhängt, was auf einen PECR-vermittelten Wirkmechanismus hindeutet. Darüber hinaus erhöht Acamprosat selbst die PECR-Expression, was auf eine potenzielle Rückkopplungsschleife hinweist, die seine therapeutische Wirkung verstärken könnte. Diese Verbindung zwischen PECR und Acamprosat erweitert nicht nur unser Verständnis für die Wirkungsweise des Medikaments, sondern unterstreicht auch die Bedeutung individueller molekularer Profile für die Behandlungsergebnisse. Diese Erkenntnisse unterstützen das Potenzial für stärker personalisierte Strategien bei der Behandlung von Patienten mit Alkoholkrankheit.
German
Creators:
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Gompert, Magdalena
UNSPECIFIED
UNSPECIFIED
UNSPECIFIED
URN: urn:nbn:de:hbz:38-789778
Date: July 2025
Language: English
Faculty: Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions: Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Zoologisches Institut
Subjects: Natural sciences and mathematics
Life sciences
Uncontrolled Keywords:
Keywords
Language
Acamprosate
UNSPECIFIED
PECR
UNSPECIFIED
Ethanol
UNSPECIFIED
Stress
UNSPECIFIED
Date of oral exam: 15 September 2025
Referee:
Name
Academic Title
Scholz, Henrike
Professor
Refereed: Yes
URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/78977

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