Modulation mikroglialer Zellen in der Alzheimer-assoziierten Neuroinflammation

Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist die weltweit häufigste, nicht kausal behandelbare, neurodegenerative Erkrankung. Charakteristisch für AD ist der neuronale Zelluntergang, die Bildung von Amyloid-Beta (Aβ)-Plaques und Neurofibrillen sowie eine Aktivierung mikroglialer Zellen und damit einhergehende N...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Gold, Maike
Beteiligte: Dodel, Richard (Dr. med.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2013
Nervenheilkunde
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist die weltweit häufigste, nicht kausal behandelbare, neurodegenerative Erkrankung. Charakteristisch für AD ist der neuronale Zelluntergang, die Bildung von Amyloid-Beta (Aβ)-Plaques und Neurofibrillen sowie eine Aktivierung mikroglialer Zellen und damit einhergehende Neuroinflammation. Oligomere Formen des Aβ-Peptids scheinen dabei besonders toxisch für die Neurone und immunsti-mulatorisch für die Mikrogliazellen zu sein. Durch die Modulation der Alzheimer-assoziierten Neuroinflammation könnte der Verlauf von AD positiv beeinflusst werden. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von natürlich vorkommenden Autoantikörpern gegen Aβ (nAbs-Aβ) und CyPPA (Cyclohexyl-[2-(3,5-dimethyl-pyrazol-1-yl)-6-methyl-pyrimidin-4-yl]-amine), einem SK-Kanal-Aktivator, auf die Aktivierung primärer mikroglialer Zellen untersucht. Um die Wirkung von nAbs-Aβ auf Aβ-Oligomer-behandelte Mikrogliazellen zu untersuchen, wurde zunächst der Einfluss von nAbs-Aβ auf die Viabilität Aβ-behandelter mikroglialer Zellen untersucht. nAbs-Aβ zeigten keinen Einfluss auf die durch Aβ-Oligomere hervorgerufene Reduktion in der Viabilität. Allerdings konnte ein Anstieg der Phosphorylierung der MAP-Kinase p38 mit einhergehendem Anstieg der pro-inflammatorischen Zytokine IL-6 und TNF-α bei Co-Administration von nAbs-Aβ mit Aβ-Oligomeren in vitro gemessen werden. Die Aufnahme von Aβ-Oligomeren aus dem Extrazellularraum in mikrogliale Zellen verdoppelte sich durch die Behandlung mit nAbs-Aβ. Interessanterweise hat der Einfluss von nAbs-Aβ auf Viabilität, Zytokinausschüttung und Phagozytose auf Aβ-behandelte Mikrogliazellen einen positiven Effekt auf primäre Neurone in vitro. Hierfür wurden primäre Neurone in Überständen von behandelten Mikrogliazellen kultiviert. Primäre Neurone, die in Überständen von Mikro-gliazellen, die sowohl mit nAbs-Aβ als auch mit Aβ-Oligomeren behandelt wurden, kultiviert wurden, zeigten eine signifikant höhere Viabilität als solche, die in Mikroglia-Überständen kultiviert wurden, die nur mir Aβ-Oligomeren behandelt wurden. Der Einfluss von nAbs-Aβ auf die Alzheimer-assoziierte Neuroinflammation wurde auch in vivo in Tg2576 Mäusen untersucht. Dabei zeigte sich ein altersabhängiger Effekt: in jungen Tieren zeigte sich kein Effekt von nAbs-Aβ, wohingegen in alten Tieren die Sekretion sämtlicher pro-inflammatorischer Zytokine durch die einmalige Applikation von nAbs-Aβ auf Wildtyp-Niveau abgesenkt werden konnte. Auch mit der Anwendung der zweiten Substanz, CyPPA, auf primäre mikrogliale Zellen konnte der Aktivierungszustand der Zellen moduliert werden. Dies wurde mit zwei unterschiedlichen Herangehensweisen untersucht. Einerseits konnte mit Impedanz-basierten Messungen gezeigt werden, dass sich die Morphologie LPS-aktivierter Mikrogliazellen durch die Behandlung mit CyPPA der Morphologie unbehandelter Zellen angleicht. Zum anderen hatte CyPPA einen inhibierenden Einfluss auf die Sekretion pro-inflammatorischer Zytokine und des pro-inflammatorischen Signalmoleküls NO. Durch die Anwendung SK-Kanal Subtyp spezifischer inhibitorischer Peptide konnte für IL-6 und NO – nicht aber für TNF-α, eine Abhängigkeit der SK3-Kanal-Aktivität gezeigt werden. Zudem ist die Ausschüttung von IL-6 Ca+2-abhängig. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass durch die Applikation von nAbs-Aβ in vivo keine Zunahme der Neuroinflammation zu beobachten ist. Bei sehr alten Tieren konnte sogar eine anti-inflammatorische Wirkung gezeigt werden. Zusätzlich lässt sich in vitro mit der Applikation von nAbs-Aβ eine deutliche Steigerung der Phagozytoserate von Aβ-Oligomeren feststellen. Der modulierende Effekt von nAbs-Aβ auf Mikrogliazellen wirkt sich zudem indirekt auf die neuronale Viabilität aus. Die Anwendung dieser körpereigenen Antikörper bietet im Vergleich zu monoklonalen Antikörpern oder aktiven Immunisierungsstrategien den Vorteil geringerer Nebenwirkungen, da dem Körper mit der Behandlung natürlich vorkommender Autoantikörper keine körperfremden Substanzen verabreicht werden und somit eine Aktivierung des Immunsystems unwahr-scheinlich wird. Der Einsatz von CyPPA in vitro zeigte vielversprechende Wirkung auf aktivierte Mikrogliazellen und sollte Gegenstand weiterer in vivo Studien sein. Da sich beide Substanzen auch positiv auf Neurone auswirken, sind sie vielversprechende Kandidaten für die Modulation der Alzheimer-assoziierten Neuroinflammation.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2013.0643