Dokument: Untersuchung zur Regeneration nach einer traumatischen Rückenmarksverletzung unter Behandlung von Fingolimod und Clodronat am Modell der Ratte

Titel:	Untersuchung zur Regeneration nach einer traumatischen Rückenmarksverletzung unter Behandlung von Fingolimod und Clodronat am Modell der Ratte
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=54403
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20201016-105713-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Bauer, Jordana [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,46 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 07.10.2020 / geändert 07.10.2020
Beitragende:	PD Dr. Grimpe, Barbara [Gutachter] Prof. Dr. Gall, Charlotte von [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Pro Jahr erleiden in Europa etwa eine Millionen Menschen eine traumatische Rückenmarksschädigung durch Unfälle oder Freizeitaktivitäten. In den meisten Fällen kommt es durch ein stumpfes Trauma zu einer Quetschung des Rückenmarks. Nach der primären mechanischen Verletzung kommt es zu einer sekundären inflammatorischen Reaktion. Diese besteht aus einer Einwanderung von Entzündungszellen in das Gewebe. Es entsteht eine zentrale Kavitation mit randständiger astroglialer Narbe. Astrozyten und Fibroblasten verschließt zwar den Schaden der Blut-Hirn-Schranke, es kommt jedoch zu einer fibrotischen Narbenbildung, die zu einem Funktionsverlust führt. Zusätzlich trägt die Ausschüttung von Transmittersubstanzen, Zytokinen und Proteoglykanen auf Zellebene zum neurologischen Defizit bei. In dieser Arbeit werden insbesondere chondroitinsulfathaltige Proteoglykane und die Beeinflussung durch Lymphozyten unter Behandlung mit zwei in bisherigen Studien effektiv bewerteten Medikamenten (Fingolimod und Clodronat) betrachtet. Fingolimod ist ein neues Immunsuppressivum zur Behandlung von schubförmig verlaufender Multipler Sklerose, welche zu einer Sequestration von T-Lymphozyten über die Bindung an den Sphingosin1-Phoshat-Rezeptor in den Lymphknoten führt. Clodronat wird zur Behandlung von Osteoporose eingesetzt und führt zu einem Abbau von blutständigen Makrophagen. Material und Methoden: Für die Untersuchung erhielten männliche Wistar-Ratten nach einer Laminektomie eine Kontusion mittels des Infinite Horizon Impactors. Die Tiere wurden mit Fingolimod/DMSO, Clodronat/Liposom oder kombiniert behandelt. Als Kontrolle erhielt eine Gruppe ausschließlich eine Laminektomie, eine andere Versuchsgruppe erhielt die Kontrollsubstanzen DMSO/Liposom. Die Regeneration nach erfolgter Kontusion wurde anhand des BBB-open field locomotor rating test und des horizontalen Leitertests untersucht. Weiterhin wurden Blutanalysen mittels FACS- Analyse durchgeführt. Anschließend wurde das Rückenmark entnommen, fixiert und immunhistochemisch gefärbt. Es wurden fluoreszenzmikroskopische Bilder erstellt. Ergebnisse: Die Clodronat- behandelten Tiere zeigten eine erhöhte motorische Hinterbeinfunktion. Es bestanden keine signifikanten Unterschiede zur kombiniert behandelten Gruppe. Die Fingolimod/DMSO behandelte Gruppe zeigte keine signifikante Verbesserung im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Fingolimod- behandelten Tiere zeigten bis zur 4. postoperativen Woche eine signifikant verminderte Lymphozytenzahl. Die Anzahl der Monozyten zeigte keine Unterschiede in allen Versuchstiergruppen. Die Granulozyten waren in den Clodronat-behandelten Tieren in der zweiten postoperativen Woche signifikant höher als in den anderen Versuchsgruppen. In den immunhistochemischen Bildern konnte eine verminderte Expression von GFAP und Chondroitinsulfaten in den Clodronat- behandelten Gruppen nachgewiesen werden. Diskussion: Clodronat scheint über die Beeinflussung der Makrophagen zu einer Herunterregulation der inflammatorischen Immunantwort zu führen. Dies könnte zum einen durch eine Differenzierung in M2-Makrophagen oder zum anderen durch eine Suppression der M1-Makrophagen geschehen. Eine unerwartete und neue Erkenntnis stellt die Granulozytenerhöhung in der zweiten postoperativen Woche dar, die ausschließlich in den Clodronat-behandelte Gruppen auftritt. Es scheint dabei nicht zur Ausschüttung von Zytokinen und reaktiven Sauerstoffspezies zu kommen, sondern über einen möglichen G-CSF gesteuerten Mechanismus zu einer verbesserten Angiogenese zu kommen. Durch diese beiden Mechanismen könnte es zu einer verbesserten motorischen Funktion gekommen sein, die in den anderen Versuchsgruppen nicht auftritt. Approximately half a million people suffer a traumatic spinal cord injury due to accidents or recreation activities yearly. In most of the cases a blunt trauma causes a contusion of the spinal cord. Following the mechanical injury, an inflammatory reaction initiates an infiltration of immune cells into the affected tissue. A central cavitation with an astroglial scar develops. The affected contused neurons are marked by a decisive demyelination. Astrocytes and fibroblast close the blood-brain-barrier. The resulting fibrosis causes the loss of function. The release of transmitter substances such as cytokines and upregulation of proteoglycans on a cellular level contribute to the neurological deficit. In this work we focus on the expression of chondroitin sulfate consisting proteoglycans and on the influence of lymphocytes which are under treatment of two, in previous studies as effective considered pharmaceuticals (Fingolimod and Clodronat). Fingolimod is a new immunosuppressive agent for the treatment of relapsing multiple sclerosis, which leads to a sequestration of T-lymphocytes by binding to the sphingosin1-phoshat receptor of the lymph nodes. Clodronat is used in treatment of osteoporosis and leads to a deterioration of blood incessant macrophages. Materials and Methods: In this thesis a laminectomy was applied to male Wistar-rats utilizing the Infinite Horizon Impactor. The animals were treated with either Fingolimod/DMSO or Clodronat/Liposom or a combination of both. Another group received DMSO/Liposom as control substances. An additional control group obtained solely a laminectomy. All animals were analyzed via the BBB-open field locomotor rating test and the horizontal ladder test. Blood analysis was performed using fluorescence-activated cell sorting (FACS). In the end, the spinal cords were removed, immunohistochemically stained and fluorescence microscopy images were taken. Results: The Clodronat treated animals increased in motoric hind leg function whereas the combined treaded group (Clodronat/Fingolimod) showed no significant differences. Also, the Fingolimod/DMSO treated group showed no significant improvement compared to its control group. Investigation on the number of lymphocytes in Fingolimod treated animals showed until postoperative week four a significant decrease, whereas the number of monocytes showed no significant difference in all tested groups. The number of granulocytes in the Clodronat treated animals were significantly higher in the second postoperative week than in all other tested groups. The immunohistochemical images proved a decreased expression of the GFAP and chondroitin sulfate proteoglycans in the clodronate treated groups. Discussion: Clodronat causes a down regulation of the inflammatory response, which influences macrophage differentiation. Through this they might differentiate into M2 macrophages or M1 macrophages development is suppressed. An unexpected and new insight poses our observation that granulocytes increase in the second postoperative week. This only appeared in the Clodronat treated groups. It seems that there is no release of cytokines and reactive oxygen. Instead an improved angiogenesis through a possible G-CSF controlled mechanism is taking place. These two mechanisms might have led to the improvement of the motoric function, which has not appeared in the other test groups.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	16.10.2020
Dateien geändert am:	16.10.2020
Promotionsantrag am:	01.10.2012
Datum der Promotion:	06.10.2020