Dokument: Adenosine 2a receptor signaling in autoimmune neuroinflammation

Titel:	Adenosine 2a receptor signaling in autoimmune neuroinflammation
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=42874
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20170717-094702-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Graf, Jonas [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,70 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 15.07.2017 / geändert 15.07.2017
Beitragende:	Professor Aktas, Orhan [Gutachter] Schroeder, Thomas Michael [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Hintergrund & Hypothese: Adenosin entfaltet im Immunsystem eine anti-entzündliche Wirkung. Frühere Studien implizieren, dass der immunmodulatorische Effekt des Purin-Nukleosids durch die Bindung an den Adenosin 2a Rezeptor (A2aR) getriggert wird. Im zentralen Nervensystem (ZNS) ist der genaue Effekt weiterhin ungewiss, insbesondere bei autoimmuner Neuroinflammation. Methoden: Mit meinen Versuchen untersuchte ich klinisch und histologisch den Effekt der A2aR-Signalwirkung in experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), einem Mausmodell der Multiplen Sklerose (MS). Mittels genetischer Ablation und sowohl pharmakologischer Aktivierung, als auch Inaktivierung des A2aR untersuchte ich die funktionelle Bewegungseinschränkung und verglich diese mit Gewebeveränderungen in Gehirn und Rückenmark. Um diese morphologischen Veränderungen auf zellulärer Ebene sichtbar zu machen, ist Immunhistochemie ein Schlüsselwerkzeug. Diese Technik ermöglicht es, Immunzellinfiltration, Demyelinisierung und das Ausmaß an Gewebezerstörung zu visualisieren. Um den Defekt zu bestätigen, fertigte ich außerdem Oil-Red-O Fettfärbungen an. Zusätzlich wurde auch das Lipopolysaccharid (LPS) Mausmodell angewandt, wodurch die Untersuchung von Mikroglia ohne Kontamination von peripheren Makrophagen ermöglicht wurde. Ergebnisse: Im Einklang mit der Vorstellung, dass A2aR einen anti-entzündlichen Effekt hat, zeigten A2aR-defiziente Mäuse (A2aR-/-) stärkere klinische Symptome in der frühen Phase der Erkrankung mit mehr und größeren Läsionen und mit gesteigerter T Zell Infiltration im Vergleich zu ihren Wurfgeschwistern. In der späten Krankheitsphase waren keine klinischen Unterschiede zwischen den Gruppen erkennbar. Allerdings zeigten die Wildtyp-Mäuse größere Läsionen, mehr Gewebezerstörung und mehr T Zell Infiltration. Interessanterweise resultierte die Verabreichung des spezifischen A2aR-Agonisten CGS-21680 in Mäusen mit bereits entwickelter EAE ebenfalls in einer ausgeprägteren Läsionslast, mehr entzündlicher Zellinfiltration und einer schwereren klinischen Beeinträchtigung. Mittels Oil-Red-O Fettfärbung konnte die Visualisierung des Myelindefektes reproduziert werden. Die Inaktivierung des A2aR mit dem spezifischen Antagonisten SCH-58261 führte zu weniger und kleineren Läsionen im Vergleich zu der Kontrollgruppe. Darüber hinaus konnten ein späterer Krankheitsbeginn und ein milderer Krankheitsverlauf festgestellt werden. Mit dem LPS Mausmodell konnte gezeigt werden, dass das Triggern des A2aR Mikroglia in vivo aktivieren kann. Zusammenfassung: Die Ergebnisse zeigen, dass die Aktivierung von A2aR in der frühen Phase der EAE einen positiven Einfluss auf die Krankheit hat. Nichtsdestotrotz führt eine dauerhafte Aktivierung letztlich zu schlechteren klinischen und histologischen Befunden. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass eine Aktivierung vom A2aR einen schädlichen Effekt in etablierter Neuroinflammation auslöst. Background & Hypothesis: Adenosine is known to play an anti-inflammatory role in the immune system. Previous studies implicate that ligation of this purine nucleoside to the adenosine 2a receptor (A2aR) unfolds the key mechanism for its immunomodulatory impact. However, possible immune-related effects in the central nervous system (CNS) remain unclear, particularly in autoimmune neuro-inflammation. Methods: With my work I clinically and histologically investigated the effect of A2aR signaling in the experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) model of multiple sclerosis (MS) in mice. Using genetic deletion and both pharmacological activation and inactivation of the A2aR, I analysed the functional motor impairment and the extent of tissue alterations in brain and spinal cord. These tissue alterations were investigated using immunohistochemistry, the key tool for visualizing morphological changes on cellular level. This technique is capable of showing immune cell infiltration, demyelination and the extent of tissue destruction. In order to confirm the myelin-related damage patterns, I also performed Oil-Red-O lipid staining. In addition to EAE, I used lipopolysaccharide (LPS)-based experiments which allowed an investigation of microglia without contamination of peripheral macrophages. Results: In line with the well-investigated anti-inflammatory effect of A2aR, mice lacking the A2aR (A2aR-/-) developed exacerbated disease scores in the early phase of disease with more and larger CNS lesions and increased T cell infiltration compared to their wild type litter mates. However, in the late phase of disease the clinical scores of wild type and knock out mice were comparable, but leaving the wild type mice with larger lesions, stronger tissue destruction and slightly increased T cell infiltration. Interestingly, injecting mice with the specific A2aR agonist CGS-21680 in already developed EAE also resulted in more and larger lesions, an increased inflammatory cell infiltration and a higher mean clinical score. I was able to reproduce the visualisation of myelin damage with the Oil-Red-O lipid staining. Inactivating the A2aR with its specific antagonist SCH-58261 leads to less and smaller lesions in comparison with the control group. A later onset of disease and a milder clinical outcome were also observed. With the LPS injection model it was shown that triggering the A2aR causes in vivo microglial activation. Conclusions: Taken together, the results indicate that activation of the A2aR in the early phase of EAE has a positive impact on the outcome of the disease. Nevertheless, a continuous activation of the receptor results in unfavourable clinical and histological findings. Apparently, activation of the A2aR has a detrimental effect in established neuroinflammation.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	17.07.2017
Dateien geändert am:	17.07.2017
Promotionsantrag am:	29.08.2016
Datum der Promotion:	13.07.2017