Dokument: Regulation of myelination in the developing and regenerating CNS

Titel:	Regulation of myelination in the developing and regenerating CNS
Weiterer Titel:	Regulierung der Myelinisierung im sich entwickelnden und regenerierenden ZNS
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=50058
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20190701-092504-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Baksmeier, Christine [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,96 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 28.06.2019 / geändert 30.06.2019
Beitragende:	Prof. Dr. Proksch, Peter [Gutachter] Prof. Dr. Norbert Goebels [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Intravenöses Immunglobulin (IVIG) besteht aus polyklonalem Immunglobulin (Ig), welches aus dem Blutplasma von mehreren tausend gesunden Spendern gewonnen wird. Obwohl IVIG bereits seit längerem zur Behandlung von Antikörper und Komplement-vermittelten Autoimmunerkrankungen eingesetzt wird, erzielten klinische Multiple Sklerose Studien kontroverse Ergebnisse. Daher war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, ex vivo die Effektormechanismen von IVIG an der Schnittstelle zwischen dem zentralen Nervensystem (ZNS) und dem Immunsystem zu untersuchen. Dazu wurden organotypische Schnittkulturen (OSCs) aus dem Cerebellum von transgenen Mäusen präpariert, welche grün-fluoreszierendes Protein (GFP) in Oligodendrozyten und im Myelin exprimieren. Die Behandlung der OSCs mit anti-Myelin-OligodendrozytenGlykoprotein (MOG) Antikörper und Komplement induzierte eine umfangreicher immunmediierte Demyelinisierung. Durch das Entfernen des anti-MOG-Antikörpers und des Komplements wurde eine spontane Remyelinisierung in den OSCs hervorgerufen. De- und Remyelinisierung wurden mit Hilfe von Fluoreszenzmikroskopie und konfokaler Mikroskopie dokumentiert. Die Behandlung der OSCs mit IVIG führte dosisabhängig zum Schutz der Integrität von Myelin und Oligodendrozyten. Diese Ergebnisse wurden, sowohl auf der Ebene der Genexpression, als auch mit Hilfe von Durchflusszytometrie bestätigt. Durch die Behandlung der OSCs mit anti-MOG-Antikörper und Komplement migrierten Mikroglia zu den demyelinisierten Bereichen. Diese Migration wurde durch die Behandlung mit IVIG vermindert. Während der Schutz der Oligodendrozyten mit steigender Komplementkonzentration abnahm, hatte die Erhöhung der anti-MOG-Antikörperkonzentration keinen Einfluss auf die protektiven Eigenschaften von IVIG. Der schützende Effekt von IVIG wurde nicht durch eine kompetitive Bindung zwischen IVIG und anti-MOG-Antikörper vermittelt. Intakte Ranvier’sche Schnürringe und somit die Funktionalität des Myelins konnte durch Antikörperfärbungen des paranodalen Proteins Caspr nachgewiesen werden. Während in unbehandelten und remyelinisierten OSCs Caspr mittels konfokaler Mikroskopie detektiert wurde, konnte das paranodale Protein nicht in demyelinisierten OSCs nachgewiesen werden. Durch die Zugabe von IVIG während der Demyelinisierung, wurde zusätzlich zum Myelin, auch die Caspr-Expression geschützt. IVIG führte zu einer kleinen, aber signifikanten Verbesserung in der frühen Remyelinisierung. Anders als durch ungespaltenes IVIG, wurden Oligodendrozyten und Myelin nicht durch einen monoklonalen humanisierten IgG Antikörper oder durch die equimolare Menge aus IVIG gewonnenem Fab Fragment geschützt. Im Gegensatz dazu wirkten Fc Fragmente aus einer humanen polyklonalen IgG-Präparation genauso potent wie intaktes IVIG. Zusammenfassend schützten IVIG und Fc Fragmente OSCs vor immun-mediierter Demyelinisierung, während Fab Fragmente und ein monoklonaler humanisierter IgG Antikörper keine Wirkung erzielten. Die vorliegenden Daten weisen auf eine Interaktion von IVIG mit Komplementfaktoren und wahrscheinlich auch mit lokalen Immunzellen, wie Mikroglia, hin. Intravenous immunoglobulin (IVIG) is a preparation of polyclonal immunoglobulin (Ig) derived from the pooled blood plasma of thousands of healthy donors. While IVIG is a welltolerated treatment for several autoimmune disorders, which are associated with antibody and complement deposition, clinical trials in multiple sclerosis with different dosing schemes yielded controversial results. Therefore, the aim of the present study was to investigate the effector mechanisms of IVIG at the interface between the central nervous system (CNS) and the immune system using the ex vivo model of organotypic slice cultures (OSCs). Cerebellar OSCs were prepared using transgenic mice expressing green fluorescent protein (GFP) in oligodendrocytes and myelin. Treatment of OSCs with complement and antimyelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) antibody induced extensive immune-mediated demyelination. After the removal of anti-MOG antibody and complement from the culture medium, OSCs underwent spontaneous remyelination. De- and remyelination were monitored by fluorescence microscopic live cell imaging and confocal microscopy. The treatment of OSCs with IVIG preserved myelin and oligodendrocyte integrity in a dose dependent manner. Results were confirmed via gene expression analysis and flow cytometry. Following anti-MOG antibody and complement treatment, microglia moved towards the site of demyelination. This migration was inhibited by IVIG treatment. While rising complement concentrations overruled the protection of oligodendrocytes, increasing concentrations of anti-MOG antibody had no impact on the protective properties of IVIG. The protective effect of IVIG was not caused by competitive binding of IVIG and anti-MOG antibody. Antibody staining of Contactin associated protein (Caspr) in OSCs verified the presence of intact Nodes of Ranvier and thereby functionality of myelin. While confocal analysis revealed a positive staining for Caspr in untreated OSCs, Caspr staining was absent in demyelinated OSCs and reappeared after remyelination. In OSCs which were treated with IVIG during demyelination not only myelin, but also Caspr expression was preserved. IVIG treatment during remyelination resulted in a small but significant enhancement of early remyelination. Unlike uncleaved IVIG, neither a monoclonal humanized IgG antibody nor the equimolar amount of IVIG-derived Fab fragments caused protection of oligodendrocytes and myelin. In contrast, Fc fragments from a human polyclonal IgG preparation were as potent as intact IVIG. In conclusion, IVIG and Fc fragments prevented OSCs from immune-mediated demyelination, while Fab fragments and monoclonal humanized IgG antibody did fail. The present data indicate that IVIG thereby interacts with complement factors and presumably also with local immune cells like microglia.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	01.07.2019
Dateien geändert am:	01.07.2019
Promotionsantrag am:	10.12.2018
Datum der Promotion:	19.06.2019