Podcasts about mausmodellen

Schon bevor die Periode ausbleibt, macht der weibliche Körper viele Veränderungen durch. Von dieser Perimenopause ist vielen Frauen jedoch bisher wenig bekannt. Die Wechseljahre sind einfach zu erkennen - so die weit verbreitete Meinung: Hat eine Frau Hitzewallungen und ist gereizter als sonst, muss es die Menopause sein. Doch das ist nur die halbe Wahrheit. Die Wechseljahre beginnen nämlich bei vielen Frauen schon deutlich vor dem endgültigen Ausbleiben der Periode. Bereits in der Zeit davor - während der Perimenopause - gibt es deutliche Anzeichen für eine Veränderung im Körper. Und wer die erkennt, kann daraus für sich einen großen Gewinn ziehen! Nicht ganz uneigennützig ist unsere Autorin Lena Bodewein daher der Frage nachgegangen, was Frauen in der Lebensmitte erwartet: Welche Veränderungen stellen sich im Körper ein, speziell im Hormonhaushalt? Gibt es Möglichkeiten, etwas gegen belastende Symptome zu unternehmen? Oder muss Frau diese Phase schlicht aushalten? Im Gespräch mit Host Maja Bahtijarevic lässt sie Expertinnen zu Wort kommen, die sich auf die Hormone im weiblichen Körper spezialisiert haben. Und sie beleuchtet außerdem die Hormonersatztherapie, die bei vielen Menschen seit Jahren in Verruf ist – ist das negative Image gerechtfertigt? HINTERGRUNDINFORMATIONEN Studie zur Hirnstruktur vor und während der Perimenopause sowie nach der Menopause: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34108509/ Kognitive Veränderungen in prä-, peri- und postmenopausalen Phasen: https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1113/JP285126 Demenzrisikofaktor Wechseljahre? https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39137107/ Bei Depression ist die Hirnregion zur Stresskontrolle vergrößert: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30229855/ Wie Östradiol und Organfett die Gehirnstruktur wechselseitig beeinflussen: https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2736176 Neurochemische Signalverarbeitung sowie funktionelle und strukturelle Netzwerke im Gehirn werden stark von physiologischen Schwankungen der Sexualhormone moduliert: https://www.frontiersin.org/journals/neuroscience/articles/10.3389/fnins.2015.00037/full Veränderungen in Östrogen-Rezeptoren sind verbunden mit Gedächtnisdefiziten und depressivem Verhalten in Mausmodellen ohne Eierstöcke: https://www.nature.com/articles/s41598-024-57611-z Sexualhormone, ihre Wirkung in verschiedenen Hirnregionen und Veränderungen in der Lebensmitte: https://www.nature.com/articles/s41467-023-41723-7 Leitlinienprogramm zu Peri- und Postmenopause: https://register.awmf.org/assets/guidelines/015-062l_S3_HT_Peri-Postmenopause-Diagnostik-Interventionen_2021-01.pdf Mehr Hintergrund zu dieser Folge: https://www.ndr.de/nachrichten/info/podcastsynapsen400.html Wissenschaft bei NDR Info: https://www.ndr.de/nachrichten/info/sendungen/wissenschaft-und-bildung/index.html

Schon bevor die Periode ausbleibt, macht der weibliche Körper viele Veränderungen durch. Von dieser Perimenopause ist vielen Frauen jedoch bisher wenig bekannt. Die Wechseljahre sind einfach zu erkennen - so die weit verbreitete Meinung: Hat eine Frau Hitzewallungen und ist gereizter als sonst, muss es die Menopause sein. Doch das ist nur die halbe Wahrheit. Die Wechseljahre beginnen nämlich bei vielen Frauen schon deutlich vor dem endgültigen Ausbleiben der Periode. Bereits in der Zeit davor - während der Perimenopause - gibt es deutliche Anzeichen für eine Veränderung im Körper. Und wer die erkennt, kann daraus für sich einen großen Gewinn ziehen! Nicht ganz uneigennützig ist unsere Autorin Lena Bodewein daher der Frage nachgegangen, was Frauen in der Lebensmitte erwartet: Welche Veränderungen stellen sich im Körper ein, speziell im Hormonhaushalt? Gibt es Möglichkeiten, etwas gegen belastende Symptome zu unternehmen? Oder muss Frau diese Phase schlicht aushalten? Im Gespräch mit Host Maja Bahtijarevic lässt sie Expertinnen zu Wort kommen, die sich auf die Hormone im weiblichen Körper spezialisiert haben. Und sie beleuchtet außerdem die Hormonersatztherapie, die bei vielen Menschen seit Jahren in Verruf ist – ist das negative Image gerechtfertigt? HINTERGRUNDINFORMATIONEN Studie zur Hirnstruktur vor und während der Perimenopause sowie nach der Menopause: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34108509/ Kognitive Veränderungen in prä-, peri- und postmenopausalen Phasen: https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1113/JP285126 Demenzrisikofaktor Wechseljahre? https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39137107/ Bei Depression ist die Hirnregion zur Stresskontrolle vergrößert: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30229855/ Wie Östradiol und Organfett die Gehirnstruktur wechselseitig beeinflussen: https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2736176 Neurochemische Signalverarbeitung sowie funktionelle und strukturelle Netzwerke im Gehirn werden stark von physiologischen Schwankungen der Sexualhormone moduliert: https://www.frontiersin.org/journals/neuroscience/articles/10.3389/fnins.2015.00037/full Veränderungen in Östrogen-Rezeptoren sind verbunden mit Gedächtnisdefiziten und depressivem Verhalten in Mausmodellen ohne Eierstöcke: https://www.nature.com/articles/s41598-024-57611-z Sexualhormone, ihre Wirkung in verschiedenen Hirnregionen und Veränderungen in der Lebensmitte: https://www.nature.com/articles/s41467-023-41723-7 Leitlinienprogramm zu Peri- und Postmenopause: https://register.awmf.org/assets/guidelines/015-062l_S3_HT_Peri-Postmenopause-Diagnostik-Interventionen_2021-01.pdf Mehr Hintergrund zu dieser Folge: https://www.ndr.de/nachrichten/info/podcastsynapsen400.html Wissenschaft bei NDR Info: https://www.ndr.de/nachrichten/info/sendungen/wissenschaft-und-bildung/index.html

Die exakten molekularen und zellulären Mechanismen, welche zu Initiation und Progression der Atherosklerose und letztlich zu den gefürchteten atherosklerotischen Folgeerkrankungen, hierunter Myokardinfarkt und Apoplex, führen, sind bis heute Gegenstand vielfältiger medizinischer und biochemischer Forschungsbemühungen und noch nicht vollständig geklärt. In der vorliegenden Promotionsarbeit wurde die funktionelle Rolle des Wachstumsfaktors Progranulin in der Progression der Atherosklerose in vivo in zwei Mausmodellen näher untersucht. Im Detail wurde analysiert, inwiefern Progranulin die Adhäsion und Einwanderung von Leukozyten steuert und die Ausbildung atherosklerotischer Gefäßwandveränderungen beeinflusst. Auf dem Boden eines bereits etablierten und häufig angewandten Mausmodells der frühen Atherosklerose, nämlich der ApoE-defizienten Maus, wurde ein Doppel-Knockout-Mausmodell generiert, welches überdies auch eine Defizienz des Progranulin-Gens aufweist. Auf diese Weise konnte der Einfluss von Progranulin (PGRN) auf die Atherogenese herausgearbeitet werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Defizienz von Progranulin einen erheblichen Einfluss auf die Atheroprogression nimmt. Im Doppel-Knockout-Stamm PGRN-/-ApoE-/- war, im Gegensatz zur Kontrollgruppe PGRN+/+ApoE-/-, eine erhebliche Akzeleration und Aggravation der Atherogenese zu objektivieren gewesen. Die PGRN-/-ApoE-/- - Mäuse zeichneten sich durch eine signifikant gesteigerte feste Adhäsion von Leukozyten am Gefäßendothel atherosklerotischer Prädilektionsstellen in der Makrozirkulation der Arteria carotis aus. Darüber hinaus führte die Depletion von Progranulin zu einer übersteigerten Ausbildung atherosklerotischer Gefäßwandveränderungen. Anhand eines weiteren Mausmodells, dem Cremaster-Modell, konnte der Einfluss von Progranulin auf die dynamische Leukozyten-Endothel-Interaktion in Mikrogefäßen des Musculus cremaster im Rahmen einer sterilen Inflammation untersucht werden. Hier führte die Defizienz von Progranulin zu einer ebenfalls signifikant gesteigerten festen Adhäsion von Leukozyten an das Gefäßendothel als Reaktion auf den inflammatorischen Stimulus. Ebenso konnte eine steigende Tendenz zum Rolling und zur Transmigration in das umgebende Interstitium im Vergleich zur Kontrollgruppe PGRN+/+ aufgezeigt werden. Für Progranulin konnte somit eine zentrale Bedeutung für die Initiation und Progression der Atherosklerose belegt werden: es wirkt nicht nur regulierend auf Rekrutierung und Adhäsion von Immunzellen ein, sondern entfaltet auch, nicht zuletzt durch seinen natürlichen kompetitiven Antagonismus am TNF-Rezeptor, antiinflammatorische und atheroprotektive Wirkungen. Aus der Erkenntnis der pathophysiologischen Bedeutung von Progranulin in der Atheroprogression könnte sich eine zukunftsträchtige und vielversprechende Grundlage für die Entwicklung neuer pharmakologischer Therapieoptionen zur Prävention und Behandlung kardiovaskulärer Erkrankungen ergeben.

In Zeiten des demografischen Wandels erfahren Krankheiten wie die Alzheimer-Demenz, als deren größter Risikofaktor das Alter gilt, einen rasanten Anstieg der Patientenzahl. Die Erforschung der zugrundeliegenden neurodegenerativen Mechanismen und das Einbringen daraus gewonnener Erkenntnisse in die Entwicklung von Therapieansätzen oder gar Präventionsmaßnahmen sind daher von gesamtgesellschaftlicher Bedeutung - nicht zuletzt auch unter ökonomischen Gesichtspunkten, wie den gleichsam wachsenden Kosten für das Gesundheitssystem. In der vorliegenden Arbeit wurden neuropathologische Prozesse in verschiedenen transgenen Tauopathie-Mausmodellen mittels hochauflösender Mikroskopietechniken untersucht. Der Schwerpunkt lag hierbei auf der Analyse synaptischer Veränderungen im lebenden Tier, ermöglicht durch die Zwei-Photonen-Intravitalmikroskopie. Zunächst wurden in Tau P301S-Mäusen die Auswirkungen FTDP-17-mutierten humanen Tau-Proteins auf die strukturelle Plastizität neokortikaler dendritischer Spines analysiert. Dabei wurde eine im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen verminderte Spinedichte gemessen, welche auf eine geringere Ausbildung neuer Spines zurückzuführen war. Die verbliebenen Spines zeigten morphologische Veränderungen wie ein vergrößertes Kopfvolumen - möglicher Weise zur Kompensation des Synapsenverlusts. Ergänzend wurde eine Methode zur immunhistochemischen Synapsendichtemessung an Gehirnschnitten etabliert, welche jedoch keine Effekte der Transgenexpression auf die Dichte prä- oder postsynaptischer Spezialisierungen offenbarte. Um die Rolle inflammatorischer Prozesse in Tauopathien zu analysieren, wurde die Mauslinie Tau x CXCR erzeugt. Partielle oder vollständige genetische Fraktalkinrezeptor-Deletion in diesen Mäusen erlaubte eine gezielte Modifizierung der Kommunikation zwischen Neuronen und Mikrogliazellen. Die resultierende Aktivitätserhöhung der Mikrogliazellen hatte wider Erwarten keinen signifikanten Einfluss auf die Dichte Phospho-Tau enthaltender Zellen in den untersuchten kortikalen Gehirnregionen. Zur Modellierung der Alzheimer-Demenz wurden Tau P301S-Mäuse mit der Linie APP PS1 verpaart. Die Nachkommen wiesen Alzheimer-typische histologische Läsionen wie extrazelluläre Aβ-Plaques und intrazelluläre Tau-Ablagerungen auf. Es konnte jedoch im Vergleich zur Ursprungslinie Tau P301S keine Aβ-induzierte Verstärkung der kortikalen Tau-Pathologie gemessen werden, welche die Amyloid-Kaskaden-Hypothese suggeriert. Eine intravitalmikroskopische Analyse dendritischer Spines in Tau P301S- und Tau x APP PS1-Mäusen in unterschiedlichen Krankheitsstadien sowie in Wildtyp-Wurfgeschwistern sollte die Abgrenzung Tau-bedingter von Aβ-bedingten Effekten ermöglichen. Dabei wurden Veränderungen in der strukturellen Plastizität gefunden, beispielsweise in der Spine-Neuausbildung oder in bestimmten morphologischen Fraktionen, nicht aber in der absoluten Spinedichte. Schließlich erfolgte eine elektronenmikroskopische Untersuchung neuritischer Dystrophien in einem weiteren Alzheimer-Mausmodell, der Linie 3xTg-AD. Durch immunhistochemische Markierung konnten sowohl Aβ- als auch Tau-Ansammlungen in den pathologischen Anschwellungen nachgewiesen werden. Die präsentierten Befunde zeigen u. a. die ersten intravitalmikroskopischen Langzeitstudien dendritischer Spines in Mausmodellen mit reiner Tau-Pathologie sowie damit kombinierter Aβ-Pathologie. Sie bieten grundlegende, durch Patientenuntersuchungen nicht zu gewinnende Informationen über krankhafte synaptische Veränderungen, welche als frühe Ereignisse in der Alzheimer-Demenz betrachtet werden.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen neuen Wirkstoff für die Therapie des Morbus Alzheimer zu entwickeln. Morbus Alzheimer ist die häufigste Demenzerkrankung in Deutschland (1). Charakteristisch für diese neurodegenerative Erkrankung ist die zu-nehmende Verschlechterung der kognitiven Leistungsfähigkeit, die mit einem Untergang von Nervenzellen und Synapsen einhergeht. Für die neuropathologische Diagnose des Morbus Alzheimer ist der Nachweis von extrazellulären Aβ-Plaques und intrazellulären versilberbaren Strukturen, den sogenannten neurofibrillären Bündeln (tangles) entscheidend (5). Die Enzyme, die zu der Bildung dieser Aggregate, die im Wesentlichen aus fehlgefalteten körpereigenen Proteinen, dem β-Amyloid bzw. dem Tau-Protein bestehen, beitragen, sind die primären Zielmoleküle in der Wirkstoffentwicklung auf diesem Gebiet in den letzten 20 Jahren gewesen. So wurde eine große Zahl von Wirkstoffen bzw. thera-peutischen Ansätzen identifiziert, die effektiv in vitro und in vivo die Bildung dieser Aggregate inhibieren (1). Die erhofften Effekte auf die alters- und amyloid-abhängigen Defizite bei der Lern- und Gedächtnisleistung konnten durch klinische Studien jedoch nicht belegt werden (73). Eine mögliche Erklärung für den Misserfolg dieser sehr auf-wändigen Studien ist, dass Veränderungen durch Ablagerungen von fibrillärem Aβ bzw. Tau zu irreversiblen Schädigungen führen und somit eine ausschließlich auf Aβ- bzw. Tau fokussierte Therapie nach Ausbruch der Krankheit möglicherweise nicht ausrei-chend ist. Mit den in der Arbeitsgruppe etablierten zellbasierten Assays ist es möglich, Wirkstoffe zu identifizieren, die die Störung der Speicherung von Kalzium im endoplasmatischen Retikulum (ER), einen pathophysiologisch relevanten Mechanismus der Pathogenese des Morbus Alzheimer, modulieren (120). Dieser Ansatz verfolgt somit nicht die seit Jahren praktizierte Strategie, die Aβ- bzw. Tau-Aggregation direkt zu hemmen, sondern der für die Akkumulation dieser Proteine ursächlichen Schädigung von Nervenzellen und deren synaptischen Kontakten entgegenzuwirken. Ziel war es, innovative Wirkstoffe zu entwickeln, die Störungen der zytosolischen Kalziumkonzentration bzw. der Kal-ziumfreisetzung aus dem ER in einer frühen Phase der neuronalen Schädigung normali-sieren. Optimierte Vertreter der neu entdeckten Strukturklasse der Tetrahydrocarbazolamine stabilisieren in der Tat die Kalziumfreisetzung aus dem ER, verbessern den Energiehaushalt der Zelle und verringern die Bildung toxischer Aβ-Peptide. Der genaue Wirkmechanismus der Tetrahydrocarbazolamine konnte in dieser Arbeit jedoch nicht entschlüsselt werden und wird Gegenstand zukünftiger Forschungs-projekte sein müssen. Als mögliches Target bieten sich zum Beispiel IP3-Rezeptoren an. Eine mögliche Interaktion mit diesen könnte dazu führen, dass weniger Kalzium aus dem endoplasmatischen Retikulum in das Zytosol austritt. Die identifizierten Verbindungen haben zusätzlich einen positiven Effekt auf die Aktivität der Mitochondrien, was wiederum zu einer Steigerung der Energiebereitstellung der Zelle führt und einen Effekt auf die Produktion von Aβ-Peptiden hat (56). Auch Kalzium beeinflusst über eine indirekte Hemmung der β-Sekretase die Menge an gebildetem Aβ (157). In Folge dessen wirken Tetrahydrocarbazolamine sehr wahrscheinlich über verschiedene Mechanismen auf die Bildung der toxischen Aβ-Peptide. Eine synergistische Verstärkung ist daher durchaus denkbar. Tetrahydrocarbazolamine besitzen somit eine Wirkung auf drei verschiedene Mechanismen, die bereits zu Beginn der Pathogenese von Morbus Alz-heimer eine wichtige Rolle spielen. Zurzeit befinden sich nach den uns zugänglichen Informationen keine anderen Substanzen in der präklinischen oder klinischen Entwick-lung, die ein ähnlich breites Wirkprofil aufweisen. In den anschließend durchgeführten Therapieversuchen in transgenen Mausmodellen des Morbus Alzheimer konnte allerdings kein Effekt auf die Anzahl und Größe von Plaques festgestellt werden. Dies ist vermutlich vor allem der kurzen Behandlungsdauer zuzuschreiben. Eine längere Behandlung mit gea_133 war auf Grund einer Lebertoxizität, die wahrscheinlich ursächlich für das Sterben der Tiere in der 3. Behandlungswoche war, nicht möglich. Ein zentraler Punkt der zukünftigen Erforschung dieser Substanzklasse wird die Entwicklung und Testung von Derivaten sein, die keine Lebertoxizität aufweisen.

Morbus Alzheimer ist die am weitesten verbreitete Form der Demenz mit verheerendem Einfluss auf das Leben der Betroffenen, deren Angehörigen sowie die weltweiten Sozialsysteme. Durch die alternde Gesellschaft gewinnt die Krankheit immer mehr an Relevanz, vor allem da bisher weder die Ursache der Erkrankung bekannt noch hinreichende Therapien etabliert sind. Ein zentrales Problem in der Entwicklung neuer Therapieansätze liegt in dem Fehlen eines verlässlichen, breit einsetzbaren Frühdiagnoseverfahrens. In der vorliegenden Arbeit sollte geklärt werden, ob ein Nachweis der Alzheimer-typischen Proteinaggregate von Aβ und Tau in der Retina für ein potentielles Diagnoseverfahren genutzt werden kann. Dabei sollte eine Methode etabliert werden, bei dem eine Aβ- und Tau-spezifische, fluoreszente Sonde systemisch appliziert und schließlich das gebundene Fluorophor unter Verwendung eines Retina-Scanners detektiert wird. Dieses Verfahren sollte zunächst in Mausmodellen des Morbus Alzheimer etabliert werden, die laut Literaturangaben Aβ-Plaques (u.a. DeltaE9 und Tg2576) bzw. fibrilläre Tau-Aggregate (P301S) im Gehirn und der Retina entwickeln. Unter Verwendung Aβ- bzw. Tau-spezifisch bindender Fluorophore (FSB und BSc4090) konnte in vivo kein Nachweis von Aβ-Plaques in der Retina mehrerer transgener Mauslinien erbracht werden. Begleitende histologische Untersuchungen zeigten ebenfalls keinerlei Anzeichen für Aβ-Plaques in diesen Retinae, was im Widerspruch zu publizierten Arbeiten steht. In der P301S-Linie gelang hingegen erstmals der in vivo Nachweis von fibrillären Tau-Aggregaten in retinalen Ganglienzellen unter Verwendung des Farbstoffes FSB. Dieser Befund wurde genutzt, um den Verlauf der Pathologie in der Retina der P301S-Linie über mehrere Monate zu verfolgen. Dabei wurde ein kontinuierlicher Anstieg der Anzahl von retinalen Ganglienzellen mit fibrillären Tau-Aggregaten festgestellt. Anzeichen für einen hierdurch bedingten Zellverlust fanden sich allerdings nicht. Diese Methode erlaubte erstmalig die Durchführung nicht-invasiver Langzeitexperimente zur Untersuchung von Wirkstoffen, die eine Bildung fibrillärer Tau-Aggregate verhindern sollen. Mit den verwendeten GSK3-Inhibitoren konnte allerdings kein Effekt beobachtet werden. Parallel zu den Experimenten im Mausmodell wurden histologische Untersuchungen an den Retinae verstorbener Alzheimer-Patienten durchgeführt. Analog zu den Befunden in den Mausmodellen konnten in den Retinae von Alzheimer-Patienten keine Aβ-Plaques nachgewiesen werden. Zwar wurden Ablagerungen von hyperphosphoryliertem Tau in den Retinae der Alzheimer-Fälle nachgewiesen, fibrilläre Tau-Aggregate fanden sich allerdings nicht. Somit kann der in vivo Nachweis fibrillärer Tau-Aggregate in der Retina des P301S-Modells nicht auf die humane Diagnose übertragen werden

Die mitochondriale Thioredoxinreduktase (Txnrd2) stellt als ubiquitär exprimiertes Selenoprotein ein wichtiges redox-aktives Enzymsystem zum Schutz vor oxidativem Stress dar. In einem Txnrd2-defizienten Mausmodell stellte sich eine embryonale Letalität am Tag E13.0 heraus. Hingegen zeigte sich in einem pankreasspezifischen Txnrd2-knockout ab der vierten Woche post partum eine spontan entstehende Pankreaserkrankung, die sich innerhalb einen Jahres zu einer fibrotischen exokrinen Pankreashypotrophie entwickelte. Dieses pankreasspezifische Modell, das durch Kreuzung einer Ptf1a-Cre transgenen Linie mit einer Mauslinie, deren Txnrd2 von loxP Sequenzen flankiert ist, generiert wurde, wird derzeit umfassend untersucht. In der vorliegenden Arbeit erfolgte die Generierung und Testung zweier Targetingvektoren zur Etablierung eines Mausmodells, das die Überexpression der murinen Txnrd2 in unterschiedlichen Organsystemen erlaubt. Dies geschieht im Hinblick auf die Generierung eines genetischen rescue des Txnrd2-Phänotyps im bestehenden pankreasspezifischen knockout-Modell zur Klärung der Fragestellung, ob durch das Wiedereinschalten der Txnrd2 Veränderungen oder gar eine Reversibilität des beobachteten Phänotyps möglich sind.

TRPC-Kanäle 1-7 wurden bisher als unselektive Kationenkanäle in heterologen Expressionssystemen beschrieben. Ihre physiologische und pathophysiologische Rolle in verschiedenen Organen und Geweben des menschlichen Körpers ist aber noch weitgehend unklar. Ziel dieser Arbeit war es, die Funktion zweier Mitglieder der TRPC-Familie, TRPC1 und TRPC6, in verschiedenen Zellsystemen mit Hilfe von Untersuchungen an den entsprechenden gendefizienten Mausmodellen näher zu analysieren. Nach der Klonierung der codierenden Sequenz des murinen TRPC1-Proteins aus Mausgeweben, wurden murine embryonale Fibroblasten (MEFs) aus TRPC1-defizienten und Wildtyp-Mäusen isoliert. Ein Vergleich zeigte, dass das Fehlen des TRPC1-Kanals die Viabilität dieser Zellen signifikant steigerte und die Wundheilungsrate signifikant herabsetzte. Durch die Identifikation sogenannter überaktivierter TRPC6-Kanal-Mutanten in Patienten mit fokaler segmentaler Glomerulosklerose (FSGS) war dann insbesondere die Funktion dieses Kanals in den Podozyten der Niere von besonderem Interesse. Wenig später wurden auch funktionslose Mutanten der Phospholipase C-e (PLCe) in Patienten mit dem gleichen oder einem ähnlichen Krankheitsbild beschrieben, das zu einer Erhöhung des Serumproteingehalts im Urin (Proteinurie) führt. Zur Beantwortung der Frage, ob beide Proteine interagieren und Komponenten eines gemeinsamen Signalweges sind, wurden primäre Podozyten aus Mäusen isoliert. In der Tat wurde in primären Podozyten und in HEK293-Zellen eine Interaktion beider Proteine identifiziert und ein möglicher Signalweg von der Aktivierung des Angiotensin 1-Rezeptors zum PLCe-induzierten Calciumioneneinstrom durch TRPC6-Kanäle aufgezeigt. Darüber hinaus wurden TRPC6-, PLCe- und TRPC6/PLCe-defiziente Podozyten mit Wildtyp-Podozyten in funktionellen Testsystemen verglichen. Zunächst konnte eine vermehrte Expression von TRPC4- und TRPC5-Kanälen in PLCe-defizienten und TRPC6/PLCe-defizienten Podozyten identifiziert werden. Außerdem zeigte sich in ersten Untersuchungen, dass das Fehlen des TRPC6-Kanals zu einer erhöhten Zellviabilität und zu einer verminderten Apoptoserate der Podozyten führte. In sog. Calcium-Imaging-Experimenten wurde ein stark reduzierter Calciumioneneinstrom in TRPC6- und PLCe-defizienten Podozyten nach AT1-Rezeptoraktivierung durch Angiotensin II beobachtet. Da Podozyten durch ihre Barrierefunktion wesentlich zur Stabilität des glomerulären Filters beitragen, wurde auch die Veränderung des Zytoskeletts durch Aktinpolymerisation näher untersucht. Es zeigte sich, dass Podozyten nach Applikation von Angiotensin II durch eine stärkere Polymerisation von globulärem Aktin vermehrt sog. Aktin-Stressfibern ausbilden und abflachen. TRPC6-defiziente Podozyten hingegen zeigen bereits im Ruhezustand deutlich mehr Aktin-Stressfibern, die nach Gabe von Angiotensin II nicht mehr signifikant in ihrer Anzahl zunehmen. Die Daten der vorliegenden Arbeit sind im Einklang mit der Hypothese, dass ein zu starker Calciumioneneinstrom in Podozyten durch überaktivierende TRPC6-Mutationen zu einer geringeren Podozytenstabilität und zu einer erhöhten Apoptoserate führen kann. Die mangelnde Stabilität des glomerulären Filters in den FSGS-Patienten führt dann zu einer Proteinurie und schließlich zum Nierenversagen. Durch Expression der TRPC6-Mutationen in TRPC6-defizienten Podozyten könnte sich in Zukunft die Rolle des Kanals als wichtige pharmakologische Zielsubstanz für eine Pharmakotherapie der FSGS bestätigen.

Wed, 8 Feb 2012 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/16076/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/16076/1/Lehmann_Frank_Michael.pdf Lehmann, Frank Michael ddc:570, ddc:500, Fakultät für Biolog

In der vorliegenden Arbeit wurde bronchoalveolären Lavage Flüssigkeit (BALF) von Patienten mit interstitiellen Lungenerkrankungen (23 Patienten) auf Chemokinkonzentrationen und Chemokinrezeptorexressionsmuster der Lymphozyten analysiert und die Ergebnisse mit Patienten, die an chronischer Bronchitis (6 Patienten) oder malignen Erkrankungen (9 Patienten) der Lunge erkrankt waren verglichen. Mittels ELISA wurden die Chemokinkonzentrationen und mittels Durchflusszytometrie der Anteil an Chemokinrezeptor-exprimierenden T-Zellen in der BALF bestimmt. Hierbei wurden die Chemokinkonzentrationen von MCP 1, TARC, MDC und RANTES und die Häufigkeit CCR2+, CCR5+, CCR4+ und CXCR3+ Zellen innerhalb der CD4+ und CD8+ T-Zellpopulationen gemessen. Es konnte gezeigt werden, dass bei interstitiellen Lungenerkrankungen im Vergleich zu den Kontrollgruppen die MCP-1 Konzentration knapp signifikant (p = 0,055) und die CCR2+CD4+T-Zellen signifikant erhöht waren. Im Zusammenhang mit Daten aus Kinder- und Erwachsenenstudien, in denen in der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit erhöhte MCP-1 Werte und vermehrt CCR2+ T-Zellen nachgewiesen wurden, legen diese Ergebnisse eine wichtige Rolle der MCP 1/CCR2-Achse in der Pathogenese der interstitiellen Lungenerkrankungen nahe. Ebenso fanden sich bei interstitiellen Lungenerkrankungen signifikant mehr der TH2-assoziierten CCR4+ T-Zellen; bei dem TH1-assoziierten Rezeptor CXCR3+ ergab sich kein Unterschied. Gemeinsam mit ähnlichen Ergebnissen einiger Studien in Mausmodellen und humanen Studien weisen sie auf eine TH2-Polarisierung der T Zellen bei interstitiellen Lungenerkrankungen hin, welche hierbei einen profibrotischen Effekt haben sollen. Gleichzeitig konnten bei interstitiellen Lungenerkrankungen signifikant mehr CCR5+CD4+ und CCR5+CD8+ Zellen als in den Kontrollgruppen nachgewiesen werden. Da auch bei gesunden Menschen CCR5+ T-Zellen nachgewiesen werden konnten, postulieren wir, dass CCR5+ T-Zellen auch unabhängig von der Polarisierung der T-Zellen ein regulärer Bestandteil des bronchoalveolären Raumes im Rahmen einer normalen Immunreaktion sind. Insgesamt hat diese explorative Analyse aufgezeigt, dass sowohl die MCP 1/CCR2-Achse, als auch TH2-polarisierte T-Zellen ein potentielles Angriffsziel in der Behandlung interstitieller Lungenerkrankungen darstellen könnten. Die Ergebnisse sollten den Anstoß für ausführlichere Untersuchungen mit einem wesentlich größeren Patientenkollektiv geben.

According to studies an estimated 5 per cent of people older than 65 years are suffering from Alzheimer’s disease. The pathology of this disease might also influence some anaesthesiological parameters. The aim of this study is to investigate the effect of the Alzheimer- like pathology on the minimal alveolar concentration (MAC) of isoflurane in two mice models of Alzheimer’s disease. The MAC values of isoflurane were determined in twelve fifty month old, transgenic APP23 male mice, which over-express a human amyloid precursor protein with the Swedish double mutation and of twelve of their non-transgenic littermates. In the same way, the MAC values of twelve fifty month old, male transgenic APP51 mice, which carry the same genetic construct as the APP23, however, without the Swedish double mutation and of twelve of their non-transgenic littermates were determined. The animals breathed isoflurane in oxygen/air (FiO2=0,5) spontaneously through a nose chamber. The motor reaction to toe-clamping was recorded at various end-expiratory measured concentrations of isoflurane. An individual MAC was defined as the average between the largest isoflurane concentration permitting movement and the smallest concentration preventing it. The average of this individual MAC values was taken as the MAC of a test group. Statistical analysis was made with an unpaired t-test (p

The advantages of non-viral gene transfer systems are safety and low immunogenicity, therefore they are well suited for use as vectors in gene therapy. The main disadvantage, namely their low gene-transfer-efficiency, can be improved through the development of systemic gene transfer systems using targeted vectors with high specificity and gene transfer efficiency. The intravenous application of PEI22lin/DNS complexes leads to a high gene expression in the lung, but with high toxicity. This observation can be explained by the positive surface charge of the DNS complexes and the uncomplexed free PEI, which leads to aggregation of erythrocytes. DNS complexes can be isolated from free uncomplexed PEI by gel filtration. The systemic application of gel filtrated PEI22lin complexes to non-tumor bearing mice resulted in reduced toxicity however there was a decreased in gene expression compared to non-filtrated complexes. The same experiment was performed on tumor bearing mice and again reduced toxicity was observed and interestingly slightly higher gene expression found in the tumor compared to the non-filtrated complexes. Shielding the positive surface charge of the PEI22lin complexes by transferrin led to increased gene expression in the tumor with reduced expression in the lung and other organs. The improved tumor targeted gene expression was associated with reduced systemic toxicity. Tumor targeted gene expression appears to be dependent on the tumor model as this observation was only found in neuro2A neuroblastoma tumor model in A/J mice and not in B16F10 melanoma tumor models of C57BL/6 mice and CT26 colon carcinoma tumor models of BALB/c mice. To enhance the intracellular efficiency of the vectors, the endosomolytic active peptide melittin was incorporated into the transferrin targeted complexes. This led to a further increase in gene expression in the Neuro2A tumor models in A/J mice. For the local gene transfer, electroporation proved to be an easy to handle method to obtain a high gene expression in tissue. The non-invasive kaliper electrode was suitable for gene transfer to both muscle and tumor. The applied voltage showed to be the most important parameter in expression. The use of electroporation for intratumoral transfer of the therapeutic gene encoding for the cytokine TNF was unsuccessful. However, systemic application of the TNF-α gene in transferrin targeted complexes in combination with the intraperitoneal application of the chemotherapeutic Doxil® showed a clear synergistic effect. A significant delay in the tumor growth and in some cases a complete regression of the tumor was observed. The enzyme cytochrome P450 metabolizes the non toxic prodrug cyclophosphamide (CPA) into the cytotoxic drug. Electroporation of the cytochrome P450 gene into the tumor lead to its localized protein expression. When followed by the intraperitoneal application of CPA, a significant delay in the tumor growth of the human hepatocellular carcinoma Huh7 was observed in SCID mice. When applied to the Neuro2A tumor model in A/J mice, this application scheme showed a complete tumor regression in two animals. Furthermore the systemic application of the P450 gene in transferrin targeted complexes containing melittin in combination with CPA led to a strong delay in the tumor growth. In summary, this work describes a new anti-cancer strategy using the combination of chemotherapeutics and non-viral gene delivery resulting in a synergistic therapeutic effect in vivo. This promising strategy will be more effective with the improvement of non-viral gene delivery systems which have better targeted gene expression with lower toxicity.

Thioredoxin Reductases (TR) are ubiquitously expressed Selenium-containing redox enzymes. By reducing different intracellular substrates they protect cells from oxidative stress. For mus musculus two members of the Thioredoxin Reductase gene family have been characterized so far: TR1 and TR2. Whereas the subcellular localization of TR1 is mainly cytoplasmatic, TR2 was only found in mitochondria. The protein functions of TR1 and TR2 were investigated by examining genetically engineered mice. Here I will present the establishment of a conditional TR1-knockout mouse strain and the phenotypical characterization of TR1- and of TR2-knockout mice, that have been established before. Both knockouts, TR1 and TR2, showed to be embryonically lethal. TR1 deficient mouse embryos died at day 9.5, whereas TR2 deficient mouse embryos died around day 13.0 of embryonic gestation. Total deficiency of TR1 leads to strong developmental retardation and malformations in organogenesis mostly affecting the turning of the embryo, closure of neural tube, formation of head structures and formation of somites. Thereby TR1 deficient embryos maximally reach the developmental stage of normal E8.5 wildtype embryos. Neuronal specific TR1 knockout mice show growth retardation and cerebellar hypoplasia. Starting at the postnatal age of 10-14 days they loose weight and show cerebellar ataxia and tremors. Recent results indicate that mice die at the age of approximately 4 weeks. TR2 deficient embryos can already be recognized at embryonic day E11.5 due to a smaller embryo size and paler colour. Mice are retarded in their status of organ differentiation and show malformations in heart and liver development, possibly leading to fatal heart failure or liver insufficiency. Besides that, TR2 deficient embryos show decreased proliferation rates of hematopoetic progenitor cells in the embryonic liver. Taken together these results indicate that TR1 plays an important role in embryonic growth and organogenesis. Besides, deficiency of TR2 is proposed to disturb primarily the integrity of mitochondria and as a consequence affect processes like cell proliferation and transdifferentiation – leading to embryonic death. The functions of Thioredoxin Reductases 1 and 2 in separate organ systems need to be further analyzed by using conditional ablation strategies.