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Otoakustische Emissionen (OAE) werden von den Äußeren Haarzellen im Corti-Organ im Rahmen der aktiven Verstärkerfunktion der Cochlea generiert. Die Messung von OAE ermöglicht somit die Beurteilung der cochleären Funktion mittels einer einfach durchzuführenden, zuverlässigen und nicht-invasiven Technik. Durch die Lage der Cochlea im Felsenbein sind die nicht-invasiven diagnostischen Möglichkeiten ansonsten deutlich eingeschränkt. Dementsprechend unklar ist bis heute die Pathophysiologie zahlreicher Innenohrschwerhörigkeiten. Könnten einzelne charakteristische Veränderungen der OAE jeweils verschiedenen pathophysiologischen Vorgängen in der Cochlea zugeordnet werden, brächte dies umfangreiche Möglichkeiten in Erforschung und Diagnostik von Innenohrschwerhörigkeiten. Eine cochleäre Ischämie mit folgender Hypoxie wird bei vielen Hörstörungen diskutiert. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung eines Tiermodells, an dem die Veränderung der Pegel von Distorsionsprodukten Otoakustischer Emissionen (DPOAE) durch verschiedene Einflussfaktoren frequenz-spezifisch und im Zeitverlauf untersucht werden können. Insbesondere sollten die Veränderungen durch Hypoxie detailliert charakterisiert werden. Mit dem etablierten Tiermodell konnten störungsfreie DPOAE-Messungen unter stabilen Rahmenbedingungen erreicht werden. Durch kontinuierliches Monitoring mittels invasiver Blutdruckmessung und pulsoxymetrischer Bestimmung der Sauerstoffsättigung konnten kontrollierte Bedingungen zur Reduktion etwaiger Verzerrungseffekte geschaffen werden. Die Genauigkeit der Pulsoxymetrie wurde mittels Blutgasanalyse validiert. Erstmalig beschrieben werden konnte eine ausgeprägte Destabilisierung der DPOAE-Pegel unter Hypoxie. Eine bereits von mehreren Autoren berichtete Pegelabnahme konnte zudem erstmals mit dem Grad der Hypoxie korreliert werden, welcher mittels kontinuierlichem Monitoring der Sauerstoffsättigung im Blut erhoben wurde. Ein ebenfalls vorbeschriebener erneuter Abfall der DPOAE-Pegel nach Reoxygenierung wurde reproduziert. Dieser dürfte am ehesten durch osmotische Prozesse mit Ausbildung eines endolymphatischen Hydrops bedingt sein. Darüber hinaus wurde im Zusammenhang mit der Hypoxie ein vorübergehender Pegelanstieg auf Werte über den prähypoxischen Mittelwert beobachtet. Dieser wird, 44 analog zu ähnlichen Beobachtungen nach Exposition mit Tönen tiefer Frequenz, durch Verschiebung des „operating points“ der Äußeren Haarzellen erklärt. Bei suboptimaler Ausgangsposition befinden diese sich durch die Verschiebung vorübergehend in optimaler Position, was sich in einem Pegelanstieg bemerkbar macht. Die beobachtete markante Pegelinstabilität ist zwar unseres Wissens bislang für keinen der möglichen Einflussfaktoren beschrieben worden, zur Klärung ob diese tatsächlich Hypoxie-spezifisch ist bedarf es jedoch weiterer Studien. Da deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Frequenzen auffielen, sollten weitere Studien stets ein breites Frequenzspektrum berücksichtigen. Besonders auffallend war ein zu den Veränderungen bei 4, 8 und 16 kHz differentes Muster bei 2 kHz und insbesondere bei 12 kHz. Zusammen mit der einfach erhebbaren Pegelinstabilität könnte eine Analyse der einzelnen Frequenzen einem etwaigen Messmodell zur Erfassung einer cochleären Hypoxie zusätzliche Sicherheit bieten. Ließe sich dadurch tatsächlich eine cochleäre Hypoxie nachweisen, könnte das von großer Bedeutung für das Verständnis von Innenohrschwerhörigkeiten sein und als Bestandteil der audiologischen Diagnostik eventuell bei Therapieentscheidungen helfen.

Bisher sind chirurgische und interventionelle Verschlussmöglichkeiten eines muskulären Ventrikelseptumdefektes (mVSD) unterhalb des Moderator Bandes limitiert. Sie sind verbunden mit signifikanter Sterblichkeit, vor allem bei Neugeborenen und Kleinkindern. Deshalb ist es essentiell, alternative Verschlussmöglichkeiten zu entwickeln. In dieser Arbeit wird ein neues Tiermodell vorgestellt, um damit neue Verschlussmöglichkeiten eines mVSD zu entwickeln. Gleichzeitig wird eine neue Hybridtechnik zum Verschluss eines mVSD mit einem Patch vorgestellt. In der Hybridtechnik verbinden sich die Vorteile von chirurgischen und interventionellen Methoden. Die Hybridtechnik wird ohne Herz-Lungen-Maschine (HLM) am Tiermodell Schwein eingesetzt. Bei 18 Schweinen wird eine anterolaterale Thorakotomie vorgenommen um einen Zugang zum linken Ventrikel (LV) zu erhalten. Unter 2- und 3 dimensionaler Echokardiographie werden mVSDs mit einem scharfen Stanzgerät mit einem Durchmesser von 7,5 mm geschaffen. Das Stanzgerät wird durch den LV ohne die Verwendung einer HLM geschoben. Ein speziell entwickeltes Patch-System bestehend aus einem Patch mit einem Nitinolrahmen wird durch die Arteria carotis in den LV geschoben und vor dem VSD positioniert. Ein Klammergerät wird durch die Wand des LV am schlagenden Herzen eingeführt und der Patch wird mit Nitinolklammern am Septum unter echokardiologischer Kontrolle und unter Durchleuchtung befestigt. Anschließend wird der Nitinolrahmen vom Patch gelöst. Die Erzeugung der mVSDs war bei 12 Tieren erfolgreich. Bestätigt wurde dies durch Echokardiographie, hämodynamische Messungen und durch Autopsie der Herzen. Die Lokalisation der Defekte war midmuskulär (n=4), apikal (n=3), inlet (n=2) und anterior muskulär (n=3). Die Diameter und Shunt Volumina der mVSD waren 4.8-7.3 mm (mean: 5.9 mm) und 12.9-41.3 % (mean: 22.1 %). Der vollständige Verschluss des Defektes mit dem Patch gelang in 7 von 8 positionierten Patches. Bestätigt wurde dies durch Echokardiographie und Autopsie der Herzen. Alle Tiere waren während des Versuchs hämodynamisch stabil. Die beschriebene Methode um einen mVSD am schlagenden Herzen im Tiermodell Schwein zu schaffen, ist für die Evaluierung von neuen Verschlussmethoden eines VSDs geeignet. Die neue Methode zum Verschluss eines mVSD mit einem Patch konnte erfolgreich angewandt werden. Weitere Entwicklungen des Patch-Systems sind notwendig um die Anwendbarkeit in Menschen festzustellen, speziell für die Zielgruppe der Neugeborenen und Kleinkindern.

Die Hämophilie stellt die häufigste, schwerwiegende hereditäre Hämostasestörung bei Mensch und Tier dar. In Zeiten moderner Therapiemöglichkeiten in der Humanmedizin, in denen lebensbedrohliche Blutungskomplikationen an Bedeutung verlieren und die Lebenserwartung stark ansteigt, rücken die sekundären klinischen Komplikationen in den Vordergrund. Trotz Substitution der fehlenden Gerinnungsfaktoren können spontane Blutungen, die am häufigsten in synovialen Gelenken auftreten, nicht vollständig verhindert werden. Daher stellen degenerative Gelenkveränderungen, die sich infolge wiederholter intraartikulärer Blutungen entwickeln können, die häufigste Morbiditätsursache bei Menschen mit Hämophilie dar. Wie andere degenerative Arthropathien bringt auch die sogenannte hämophile Arthropathie (HA) Schmerzen und Bewegungseinschränkungen mit sich, die zu einer Beeinträchtigung der Lebensqualität führen können. Aber nicht nur chronische Schmerzen, sondern auch akute Schmerzen, die im Rahmen einer akuten intraartikulären Blutung auftreten, spielen eine große Rolle im Leben eines Hämophilen. Trotz dieser enormen Bedeutung von Gelenkschmerzen ist dieser Aspekt bisher nur wenig wissenschaftlich untersucht worden. Etablierte in vivo-Modelle beschränken sich in erster Linie auf die Untersuchung entzündlicher und degenerativer Gelenkveränderungen. Ziel dieser Arbeit war es daher, den Einfluss von intraartikulärem Blut auf das schmerz-assoziierte Verhalten zu untersuchen. Hierfür wurde das bereits etablierte Modell der intraartikulären autologen Vollblut-Injektion ins Kniegelenk der Ratte zugrunde gelegt und die injizierten Tiere hinsichtlich des schmerz-assoziierten sowie des motorischen Verhaltens untersucht. Zudem erfolgte am Versuchsende eine histopathologische Befundung der Kniegelenke. Als Kontrolle dienten Ratten, denen ein äquivalentes Volumen physiologischer Kochsalzlösung intraartikulär injiziert wurde. Um der HA des Menschen sehr nahekommende Veränderungen hervorzurufen, erfolgte die intraartikuläre Blut-Injektion mehrmals hintereinander. Zur Abgrenzung dieser Ergebnisse von einmaligen Blutungsereignissen, wie sie auch bei nicht-hämophilen Menschen im Zuge eines Traumas vorkommen können, erfolgten auch einmalige Vollblut-Injektionen. Des Weiteren wurde der intraartikuläre Effekt einzelner Blutbestandteile untersucht. Im Zuge der wiederholten autologen Vollblut-Injektion konnten am Versuchstier Veränderungen des schmerz-assoziierten Verhaltens beobachtet werden, die der klinischen Manifestation von Gelenkblutungen beim Hämophilen ähneln. Hervorzuheben sind hierbei die Ausbildung einer primären Hyperalgesie, das Auftreten von Lahmheiten sowie die Entwicklung von klinischen Entzündungsanzeichen an der injizierten Extremität. Eine einmalige Injektion führte dagegen zu keinen signifikanten Veränderungen bei diesen Untersuchungsparametern. Die mehrmalige Injektion von Vollblut hatte sowohl auf das schmerz-assoziierte Verhalten als auch auf die histopathologischen Befunde den deutlichsten Effekt. Blutplasma und zelluläre Blutbestandteile waren in ihrer Teilwirkung quantitativ ähnlich, erreichten aber einzeln den Effekt von Vollblut nicht, sondern zeigten etwa halbmaximale Effekte. Offensichtlich sind beide Bestandteile in Vollblut an deren Pathogenese wesentlich beteiligt. Mit dem Versuchsschema der mehrmaligen, intraartikulären autologen Vollblut-Injektion an der Ratte ist es gelungen, erstmalig ein Tiermodell für den Gelenkschmerz bei Hämophilie zu etablieren, das auch der Erprobung neuer Therapieansätze dienen könnte. Zudem können die Ergebnisse dieser Arbeit sowie nachfolgender Arbeiten an diesem Modell möglicherweise einen Beitrag zur weiteren Aufklärung der Pathogenese der HA liefern. Die bisher gewonnenen Erkenntnisse beruhen in erster Linie auf in ihrer Aussage sehr eingeschränkten in vitro-Studien.

Sun, 1 Jan 2012 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/13989/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/13989/1/Messmer_Catalina.pdf Meßmer, Catalina

Epilepsien zählen zu den häufigsten chronischen neurologischen Erkrankungen des Menschen, aber auch der Hunde und Katzen. Sie sind mit erheblichen Einschränkungen der Lebensqualität und Lebenserwartung verbunden und führen zu einer fortschreitenden Schädigung des gesamten Nervensystems. Gegenwärtig ist die wichtigste Therapieform der Epilepsie nach wie vor die Pharmakotherapie. Ungeachtet einer Vielzahl neuer Antiepileptika kann jedoch bei über 30% der Patienten mit Epilepsien durch eine medikamentelle Therapie keine ausreichende Kontrolle der Anfälle herbeigeführt werden, was neue Therapie- und Behandlungsstrategien unbedingt erforderlich macht. Eine, der im Zusammenhang mit einer Pharmakoresistenz am häufigsten erwähnten Thesen, ist die Multidrug-Transporter-Hypothese. Hier wird davon ausgegangen, dass es, durch an der Blut-Hirn-Schranke überexprimierte Efflux-Transporter, nicht zu einer ausreichend hohen Konzentration eines Antiepileptikums im neuronalen Gewebe kommt. Dem Multidrug-Transporter P-Glycoprotein (Pgp) wird dabei eine besondere Bedeutung beigemessen. Basierend auf der Multidrug-Transporter-Hypothese war es ein Ziel dieses Dissertationsvorhabenes die Regulation der anfallsinduzierten Pgp-Überexpression genauer zu charakterisieren, um daraus resultierend mögliche neue Angriffspunkte für eine Modulation der Pgp-Überexpression zu identifizieren. In einem ersten Teil der Dissertation wurde deshalb die Spezifität der molekularen Veränderungen des verwendeten Tiermodells untersucht. Hierfür wurde die Wirkung von spontanen Anfällen und eines SE auf die Pgp-Expression im Kaninen Gehirn untersucht. Die Untersuchungen zeigten, dass wie im Tiermodell auch nach einem spontan ablaufenden SE eine deutliche Induktion des Mutlidrug-Transporters Pgp an der Blut-Hirn-Schranke nachweisbar ist. Da bisherige Forschungsarbeiten unserer Arbeitsgruppe auf eine besondere Bedeutung des Glutamat/NMDA-Rezeptor/COX 2-Weges für die anfallsinduzierte Pgp-Überexpression in Endothelzellen der Blut-Hirn-Schranke hinweisen, wurden in diesem Dissertationsprojekt eingehende Untersuchungen durchgeführt, die darauf abzielten diesen Signalweg weiter aufzuklären. Durch vorausgegangene in vitro Untersuchungen wurde davon ausgegangen, dass die weitere Pgp-Induktion über den EP-1-Rezeptor von PGE2 abläuft. Diese Annahme konnte durch die Verwendung des EP-1-Rezeptor Hemmers SC- 51089 in vivo im Rahmen dieses Dissertationsprojektes bestätigt werden. Ein neuroprotektiver Effekt dieser Substanz konnte jedoch bei der verwendeten Konzentration von SC 51089 in diesem SE-Modell im Hilus nicht nachgewiesen werden. Weiterhin wurden Untersuchungen zu möglichen Downstream-Elementen des EP-1-Rezeptors angeschlossen, den Transkriptionsfaktoren YB-1 und ZONAB. Erstmalig konnte eine Expression dieser Transkriptionsfaktoren im adulten Gehirn unterschiedlicher Spezies nachgewiesen werden, die jedoch vermutlich nicht mit der anfallsinduzierten Pgp-Überexpression im Zusammenhang steht. Die bisherigen Ergebnisse demonstrieren jedoch, dass durch eine genaue Kenntnis, der an der Regulation der Pgp-Überexpression beteiligten Faktoren, eine Modulation bzw. Inhibtion der anfallsinduzierten Induktion von Pgp möglich ist und dadurch eine hoffnungsvolle Möglichkeit zur Behandlung und zur Prävention einer Multidrug-Transporter basierten Pharmakoresistenz geschaffen werden kann.

EBV ist ätiologisch eng mit verschiedenen malignen Erkrankungen des Menschen verbunden Die meisten Erkenntnisse über die Funktionen viraler Proteine, die z. B. bei der B-Zell-Trans-formation eine Rolle spielen, stammen aus Zellkulturexperimenten, denen allerdings die Komponenten und die Komplexität eines lebenden Organismus fehlen, weswegen ein Tiermodell wünschenswert ist. Eine Möglichkeit nähere Informationen über die Machbarkeit eines Tiermodells zu bekommen, führt über die genetische Manipulation von embryonalen Stammzellen (ES-Zellen) der Maus. Dazu wurde die genetische Information des Epstein-Barr Virus direkt in EBNA1-positive ES-Zellen der Maus einbracht und die Aufrechterhaltung des Gesamtgenoms als extrachromosomales Plasmid nachgewiesen werden. Die ES-Zellen wurden dann in vitro zu B-Zellen differenziert, um den transformierenden Phänotyp dieses Virus in murinen B-Zellen zu analysieren. Sowohl in den ES-Zellen als auch in den in vitro differenzierten B-Zellen wurde eine Expression der Gene LMP1 und LMP2A gefunden, nicht aber eine Expression des Gens EBNA2. Dieses Expressionsmuster ist charakteristisch für die Latenz II des Virus. Die viralen EBNA-Promotoren waren in beiden Zellarten aktiv, aber eine genaue Analyse ergab Hinweise auf Probleme bei der Transkription bzw. bei der mRNA-Prozessierung. Dies ist vermutlich der Grund für das Fehlen einer EBNA2-Genexpression.

Das Ziel der hier vorliegenden Arbeit ist es, die Rolle der alpha/beta-T-Lymphozyten in der Regulation des Knochenturnovers anhand biochemischer, densitometrischer und histomorphometrischer Parameter zu untersuchen, um weitere Einblicke in die Verbindung zwischen Immunzellen und Knochenstoffwechsel zu erlangen. In Versuch I wurde die Rolle der alpha/beta-T-Lymophozyten in der Pathogenese der Östrogen- und Androgenmangel-Osteopenie untersucht. Dazu waren 32 weibliche, 6 Monate alte und 32 männliche, 12 Monate alte Fischer-344-Ratten vorgesehen. Jeweils die Hälfte der Tiere wurde entweder mit einer neu etablierten Methode thymektomiert (TX) bzw. scheinoperiert (Sham-TX). Zwei Wochen nach der Operation erhielten die thymektomierten Ratten eine dreimalige intraperitoneale (i.p.) Injektion im Abstand von drei Tagen eines monoklonalen rattenspezifischen alpha/beta-TCR (T-Zell-Rezeptor) gerichteten IgG1-Antikörpers (R73) (20 mg/kg Körpergewicht (KGW)). Die Sham-TX Tiere erhielten 20 mg/kg KGW eines unspezifischen murinen monoklonalen Antikörpers des gleichen Isotyps (Maus IgG1). Die alpha/beta-T-Zell-Depletion wurde mit Hilfe einer FACS-Analyse im peripheren Blut überprüft, wobei nur Tiere mit 0-5% "gegateter" (für R73 positiv) Zellen als alpha/beta-T-Zell-depletiert angesehen wurden, alle anderen Tiere wurden von der Analyse ausgeschlossen. Drei Wochen nach der T-Zell-Depletion wurden die Tiere entweder gonadektomiert (GX) bzw. scheinoperiert (Sham-GX), wobei alle Tiere zwei Monate post-GX acht und drei Tage vor der Tötung eine Fluorochrom-Doppelmarkierung (20mg/kg KGW Calcein; s.c.) erhielten. In Versuch II wurde die Rolle von alpha/beta-T-Lymphozyten für die Skelettwirkung von CsA, im Hinblick auf die klinische Anwendung von Cyclosporin A (CsA) bei Posttransplantations-Patienten untersucht. Dazu wurden 32 weibliche, 6 Monate alte und 32 männliche, 9 Monate alte Fischer-344-Ratten vorgesehen. Analog zu Versuch I wurde die Hälfte der Tiere entweder TX oder Sham-TX. Zwei Wochen nach der Operation erhielten die TX Ratten eine dreimalige R73 Gabe (20 mg/kg KGW; i.p.) im Abstand von drei Tagen. Die Sham-TX Tiere erhielten 20 mg/kg KGW eines unspezifischen murinen monoklonalen Antikörpers des gleichen Isotyps (Maus IgG1). Drei Wochen nach der T-Zell-Depletion wurden die Tiere für zwei Monate mit CsA (5 mg/kg KGW; s.c.) oder Vehikel (mittelkettige Triglyceride; s.c.) getötet. Mit Hilfe des Tiermodells konnte klar erarbeitet werden, dass die alpha/beta-T-Zell-Depletion per se keinen Effekt auf den Knochenturnover hat. Die Östrogen- oder Androgenmangel induzierte Osteopenie der Ratten wurden nicht durch eine Depletion von alpha/beta-T-Zellen moduliert. Ebenso bleibt die Skelettwirkung von CsA durch die alpha/beta-T-Zell-Depletion unbeeinflusst. Die, in der Literatur beschriebene, Geschlechtsspezifität der Skelettwirkung von CsA ist konsistent mit unserer In-vitro Untersuchung, konnte jedoch nicht bei unserer In-vivo Untersuchung gezeigt werden. Das neu etablierte Tiermodell, mit dem eine dauerhafte T-Zell-Depletion bei normalen adulten Ratten durch eine Kombination aus TX und T-Zell-Depletion mit Hilfe des R73 Antikörpers erreicht werden kann, ist auch für weitere osteoimmunologische Fragestellungen interessant.

Das Neuropeptid Vasopressin (AVP) ist zentral an der Ausprägung von Emotionalität, Kognition und der HPA-Achsen-Aktivität im Kontinuum von physiologischer Funktion bis hin zu pathophysiologischer Dysfunktion beteiligt. Vorliegende Studien untersuchen die Rolle des vasopressinergen Systems in der Vulnerabilität für und in der Genese von Psychopathologien an einem etablierten Rattenmodell für Angsterkrankungen sowie komorbid depressionsbezogene und dysfunktionale neuroendokrine Parameter. Die verhaltensbiologische Charakterisierung zeigte dabei weitere Facetten des Tiermodells in der Reflexion von psychopathologischen Erscheinungsbildern wie Anhedonie sowie erhöhte Stressvulnerabilität und fehlregulierte Kognition im sozialen Kontext. Neben der Etablierung eines neuartigen Phänomens der HPA-Achsen-Regulierung im Zusammenhang mit der Bewältigung von sozialem Stress konnte die pathologisch überdurchschnittliche soziale Kognitionsleistung grundlegend auf das septale AVP-System zurückgeführt werden. Die Untersuchungen zur Ausprägung des im Rattenmodell vorliegenden psychopathologischen angst- und depressionsbezogenen Verhaltens bestätigten die zentrale Rolle anxiogenen AVPs. Während neuropeptiderge Kandidaten für die extrazelluläre Regulation des hypothalamischen AVP-Systems identifiziert werden konnten, war kein quantitativer Einfluss eines mutierten AVP-Gens per se in transgen gezüchteten Tieren wie auch in einer frei segregierenden F2-Generation nachzuweisen.

In der vorliegenden Dissertation untersuchten wir mit Hilfe des psychopathologischen Tiermodells der HAB- und LAB-Ratten, welche sich nicht nur bezüglich ihrer genetisch determinierten Emotionalität und ihrer Stressbewältigungsstrategien, sondern auch hinsichtlich der Reaktivität der HPA-Achse unterscheiden, Effekte des Serotonin-Wiederaufnahmehemmers Paroxetin und von rTMS auf Verhalten und die neuroendokrine Regulation. Mit Hilfe des kombinierten DEX/CRH-Tests gelang es uns nachzuweisen, dass sich ein hohes Maß an angeborenem Angstverhalten in einer profunden Fehlregulation des Stresshormonsystems widerspiegelt. HAB-Tiere zeigten nach Verabreichung von Dexamethason einen verminderten Suppressionseffekt und die periphere Injektion von CRH führte zu einem deutlichen Anstieg der Plasmakonzentrationen von ACTH und Kortikosteron. Hierfür scheint intrahypothalamisch überexprimiertes und sezerniertes AVP verantwortlich zu sein, folglich führte auch die periphere Verabreichung eines V1-Rezeptorantagonisten zu einer Normalisierung des bei HAB-Tieren dysregulierten HPA-Systems im DEX/CRH-Test. Bindungskapazität und Bindungsaffinität von Glukokortikoid- und Mineralokortikoidrezeptoren unterschieden sich nicht zwischen den Zuchtlinien, so dass die durch Kortikosteron vermittelte Feedbackregulation des HPA-Systems auf der Ebene der intrazellulären Signalkaskade gestört zu sein scheint. Die mehrwöchige Behandlung mit dem selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer Paroxetin induzierte bei HAB-Tieren nicht nur eine durch die Verminderung der intrahypothalamischen AVP-Genexpression vermittelte Normalisierung des dysregulierten Hormonfreisetzungsprofiles im DEX/CRH-Test, sondern auch profunde Verhaltensänderungen im Forced Swim-Test, der als guter Prädiktor für die klinische Wirksamkeit einer antidepressiven Therapie angesehen wird. HAB-Tiere, welche eine passive Stressbewältigungsstrategie im Forced Swim-Test zeigen, struggelten nach Behandlung mit Paroxetin signifikant länger und verbrachten signifikant weniger Zeit mit Floating als unbehandelte HAB-Kontrolltiere. Sie waren in ihrem Verhalten von LAB-Tieren, auf die die Behandlung mit Paroxetin keinen Einfluss hatte, nicht mehr zu unterscheiden. Mit Hilfe von in vivo Mikrodialyse untersuchten wir den Einfluss von chronisch verabreichtem Paroxetin auf die stressinduzierte Freisetzung von Serotonin im dorsalen Hippocampus. Bei HAB-Tieren, welche eine angeborene verminderte Empfindlichkeit der raphé-hippocampalen Neurotransmission zeigen und den bei LAB-Tieren zu beobachtenden stressinduzierten Anstieg der Serotoninfreisetzung vermissen lassen, führte die Behandlung zu einer Normalisierung der serotonergen Neurotransmission. Dieser Effekt könnte mit der gezeigten Verminderung von SERT-Bindungsstellen im Hippocampus bei HAB- im Vergleich zu LAB-Tieren zusammenhängen, während die Expression von 5-HT1A-Rezeptoren in dieser Hirnregion unbeeinflusst blieb. Somit konnten wir erstmals zeigen, dass eine Normalisierung der Stresshormonregulation durch Paroxetin mit einem Anstieg der stressinduzierten Freisetzung von Serotonin im Hippocampus assoziiert ist. Dass rTMS der linken frontalen Hirnregionen antidepressive Effekte hat, konnte bereits in mehreren klinischen Untersuchungen an Patienten, die an Major Depression leiden, beobachtet werden. Unsere im psychopathologischen Modellorganismus der HAB/LAB-Tiere nach Langzeitbehandlung mit rTMS erzielten Ergebnisse gewähren neue Einblicke in die der antidepressiven Wirkung zugrundeliegenden neurobiologischen Mechanismen. Wie auch die Behandlung mit Paroxetin, wandelte rTMS die angeborene passive Stressbewältigungsstrategie der HAB-Tiere in eine signifikant aktivere Stressbewältigungsstragie im Forced Swim-Test um und dämpfte die endokrine Stressantwort der HPA-Achse. Die frontalen Hirnregionen partizipieren durch efferente Projektionen zum perinukleären Bereich des PVN an der Regulation der neuroendokrinen Reaktion auf Stressstimuli und kann die Synthese und Freisetzung von CRH und somit die Antwort des HPA-Systems hemmen. Wir konnten ebenfalls zeigen, dass rTMS auch während chronischem psychosozialem Stress eine dämpfende Wirkung auf die basale Aktivität der HPA-Achse hat. Allerdings ließ sich kein anregender Effekt auf die Neurogenese im Hippocampus nachweisen: rTMS erhöhte zwar leicht die Proliferationsrate hippocampaler Vorläuferzellen, verminderte jedoch die Überlebensrate BrDU-markierter Neurone. Daher scheinen andere Faktoren, neben den Glukokortikoiden, eine mindestens genauso große Rolle bei der Regulation der Anzahl und der Ausreifung der Vorläuferzellen im Hippocampus zu spielen. Wir folgern daraus, dass die Dämpfung des HPA-System wahrscheinlich ein wichtiger, der klinisch beobachteten antidepressiven Wirkung von rTMS zugrundeliegender Mechanismus ist, es mit unserem experimentellen Design jedoch nicht gelang, einen stimulierenden Effekt von rTMS auf die Neurogenese im adulten Hippocampus nachzuweisen.

Erstes Ziel der vorliegenden Arbeit war eine Validierung dieses zweikammerganzkörperplethysmographischen Tiermodells durch Kontrollexperimente mit bereits etablierten Asthmamitteln durchzuführen und zu prüfen, ob und in welchem Maße Ergebnisse des Meerschweinchenmodells auf die Anwendung am Menschen übertragbar waren. Im Einzelnen waren die Bedingungen der Sensibilisierung der Versuchstiere gegen Hühnereiweiß (Ovalbumin), die optimalen Allergendosen, effektivere Sensibilisierungsmethoden, Art und Dauer der Allergen empfindlichen Phase, eine mögliche Re-Sensibilisierung oder Tachyphylaxie Effekte bei wiederholter Allergenexposition, eine evtl. Saisonabhängigkeit der Sensibilisierung bzw. der allergischen Reaktion bei Meerschweinchen und andere Möglichkeiten z. B. mit Histamin, eine bronchiale Hyperreagibilität bei Meerschweinchen zu provozieren, zu prüfen. Als nächstes war die neue Untersuchungsmethode an bekannten Asthmamitteln zu validieren, was mit den Bronchodilatatoren Fenoterol und Theophyllin sowie den Entzündungshemmern Budesonid, Methylprednisolon – Glukokortikoide - und Montelukast, einem Leukotrien-Antagonisten, geschah. Schließlich musste geprüft werden, ob sich die Methode zum Screenen von Pflanzenextrakten bei der Suche nach neuen antiasthmatischen Arzneistoffen eignete. Hierzu wurden Extrakte aus Picrorhiza kurroa und Acetosyringenin (ein Acetophenon, das chemisch strukturverwandt zum Pflanzeninhaltstoff Androsin ist und laut frühere Untersuchungen ausgeprägte antiasthmatische Wirkung besitzt) und 3 Drogen aus der traditionellen iranischen und südamerikanischen Volksmedizin (Angurate, Caiophora sepiara und Wascha aus Dorema ammoniacum) getestet. Die vorgelegten Untersuchungsergebnisse belegen, dass das plethysmographische Zweikammer- Tiermodell in der jetzt vorliegenden von uns validierten und standardisierten Methode an Ovalbumin-sensibilisierten Meerschweinchen geeignet ist, nicht nur die antiasthmatische Wirksamkeit von synthetischen Arzneistoffen zu bestätigen bzw. zu überprüfen, sondern auch Pflanzenextrakte und daraus isolierte Wirkstoffe auf ihr mögliches antiasthmatisches Wirkpotential hin zu untersuchen. Die antiasthmatische Wirksamkeit untersuchter bekannter in der Humanmedizin eingesetzter Antiasthmatika korrelierte eindeutig mit den Ergebnissen in unseren Tiermodellen. Die Methode ist sowohl für die Suche nach neuen Wirkstoffen als auch für die Wirkkontrolle in Industriebetrieben geeignet.

Nierenerkrankungen stellen aufgrund ihres häufig chronischen Verlaufs einen langen Leidensweg für den Patienten und einen nicht zu vernachlässigenden Kostenpunkt für das Gesundheitswesen dar. Die Erforschung der Faktoren, die in der Progression von Nierenerkrankungen eine Rolle spielen, ist daher nicht nur von wissenschaftlichem, sondern auch von volkswirtschaftlichem Interesse. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Erstellung eines Tiermodells, in dem die Veränderungen im Zuge der progressiven Glomerulosklerose auf Proteom- und Transkriptomsebene optimal charakterisiert werden können. Dafür wurde die Überexpression von bovinem Wachstumshormon, die reproduzierbar zu einer gut charakterisierten Kaskade von Nierenveränderung führt, in transgenen Mäusen gewählt. Zur Elimination der eventuell störenden genetischen Variabilität wurde das Modell auf dem Inzuchtstamm FVB erstellt, der keine spontanen Nephropathien aufweist. Als Promoter wurde der ubiquitär aktive cβa Promoter gewählt, wodurch zirkulierende GH-Konzentrationen in der Größenordnung von 2-4 µg/ml erreicht wurden. Um die Eignung der neuen transgenen Mauslinie für weitere Analysen zu evaluieren, wurden die auftretenden klinischen, klinisch-chemischen, makroskopisch-pathologischen und histologischen Veränderungen eingehend charakterisiert. Die GH-Überexpression führte zu einem deutlich rascheren Gewichtsanstieg unter Aufhebung des Geschlechtsdimorphismus und zu einer stark verringerten Lebenserwartung. Histologisch zeigten sich in der Niere das erwartete Spektrum renaler Alterationen, das weitgehend den in anderen GH transgenen Mauslinien beobachteten Alterationen gleicht. Anhand der histologischen Befunde und der klinisch chemischen Anzeichen einer Nierenfunktionseinschränkung, kann die progressive Nephrosklerose am ehesten als Todesursache angesehen werden. Zusammenfassend wurde mit der cβa-bGH transgenen Mauslinie zum ersten Mal ein Modell für chronisch progredientes Nierenversagen auf dem Inzuchtstamm FVB etabliert. Aufgrund der genetischen Uniformität und der in dieser Arbeit beschriebenen klinischen und histologischen Veränderungen erscheint dieses neue Modell hervorragend geeignet, um Pathomechanismen des chronischen Nierenversagens mit holistischen Untersuchungsansätzen (Transcriptomics, Proteomics) auf molekularer Ebene zu charakterisieren.

Bislang ist die Pathogenese paraneoplastischer neurologischer Erkrankungen des zentralen Nervensystems nicht vollständig geklärt. Insgesamt mehreren sich jedoch die Hinweise auf einen zu Grunde liegenden Autoimmmunprozess. Nicht zuletzt die Entdeckung onkoneuronaler Antikörper in Blut und Liquor betroffener Patienten lässt vermuten, dass diese Autoantigene im Rahmen des Krankheitsprozesses angegriffen werden. Bislang gibt es jedoch keinen Beweis für die vielfach favourisierte Autoimmunhypothese, nicht zuletzt ist es bisher wiederholt nicht gelungen die Erkrankung im Tiermodell zu reproduzieren. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass der adoptive Transfer spezifisch gegen die onkoneuronalen Proteine Pnma1 und rYo gerichteten CD4+ Th1 T-Zellen in der Lage ist, in der DA-Ratte eine Enzephalomyelitis zu induzieren. Dazu wurden zunächst die korrespondierenden, bis dahin noch nicht bekannten Ratten-Antigene rPnma1 und rYo kloniert. Verglichen mit ihrem humanen Korrelat zeigte sich auf Aminosäureebene eine Übereinstimmung von .93,8% für das PNMA1 und 85,7% für das Yo Protein. Nach Immunisierung weiblicher Ratten mit dem entsprechenden Antigen wurden aus den drainierenden Lymphknoten ex vivo in vitro spezifische CD4+ TH1 T-Zelllinien gegen diese Proteine generiert. Es konnte schließlich gezeigt werden, dass der Transfer dieser Zellen in naiven Empfängertieren eine Enzephalitis induzieren kann, die nach histopathologischen und lokalisatorischen Kriterien der humanen Erkrankung sehr ähnlich ist. Diese bestand insbesondere aus perivaskulär, teilweise auch parenchymal lokalisierten T-Zellen und Makrophagen und war assoziiert mit Pnma1 vor allem im Mes- und Dienzephalon, assoziiert mit rYo vor allem im Kleinhirn lokalisiert. Ebenso wie es bei der mit anti- Ma oder anti-Yo assoziierten humanen Erkrankung keine Geschlechtsbevorzugung gibt, liess sich die Pnma1-assoziierte Enzephalitis in männlichen und weibliche DA-Ratten induzieren. Die alleinige Immunisierung mit Protein resultierte zwar in hohen Antikörper-Spiegeln, jedoch lediglich mit minimalen histopathologischen Veränderungen assoziiert. Die Induktion entzündlicher ZNS-Veränderung nach Transfer rPnma1- bzw. rYo-spezifischer T-Zellen konnte erstmals zeigen, dass eine Autoimmunreaktion gegen ein neuronales Antigen pathogen sein kann und sützt damit die Autoimmun- und T-Zell-Hypothese bei der Pathogenese dieser Erkrankungen.

Diese Arbeit konnte eine inhibitorische Kontrolle der HPA-Achse unter basalen und Streß-induzierten Bedingungen durch intrazerebrales OXT zeigen, die zumindest anteilig über Neuronen des hypothalamischen PVN vermittelt wird. Die neurohypophysäre Freisetzung von OXT und das angstbezogene Verhalten scheinen hingegen von zentralem OXT unabhängig zu sein. Eine ähnliche Funktion bei der Regulation der HPA-Achse und des Angstverhaltens wurde bereits für AVP beschrieben. Also sind beide Neuropeptide, wenn sie zentral freigesetzt werden, an der Modulation der Streßreaktion beteiligt und diese Funktion ist dissoziiert von ihrer peripheren Freisetzung und Wirkung. Während der peripartalen Periode, die Trächtigkeit, Geburt und Laktation einschließt, sind morphologische und funktionelle Veränderungen von OXT-Neuronen bekannt. So erfolgt eine spezifische Aktivierung des Systems durch Reproduktions-bezogene Stimuli, während, wie auch hier bestätigt werden konnte, die Streßreaktivität der selben Neuronen inhibiert wird. Ähnlich ist die Streßreaktivität der HPA-Achse während Trächtigkeit und Laktation reduziert. So wurde in dieser Arbeit erstmalig eine Suppression der ACTH- und Corticosteron-Freisetzung auch während des Geburtsvorganges beschrieben. Die Untersuchung der Wechselwirkungen des zentralen OXT-Systems und der hypophysären Sekretion nach Streß-Exposition zeigte deutlich veränderte Effekte intrazerebral freigesetzten OXTs während der peripartalen Periode. Bezüglich der HPA-Achse konnte ein Nachlassen der tonischen Inhibition durch zentrales OXT beobachtet werden, während nun die Streßinduzierte neurohypophysäre Freisetzung von OXT sowie das angstbezogene Verhalten auf der plus-maze dadurch kontrolliert wurden. Die während der peripartalen Periode verminderte Streßreaktivität der HPA-Achse wird also, entgegen der primären Hypothese, offensichtlich nicht durch das aktivierte OXT-System vermittelt. Da sowohl die HPA-Achse als auch das OXT-System z. T. durch endogene Opiate beeinflußt werden, lag die Vermutung nahe, daß Opiat-Rezeptoren die Reproduktionsbezogenen Modifikationen der neuroendokrinen Streßreaktivität vermitteln. Diese Hypothese konnte in der Tat bestätigt werden. Die Stimulation der HPA-Achse virginer Weibchen durch endogene Opiate verschwand gegen Ende der Trächtigkeit und resultierte in einer effektiven Inhibition der HPA-Achse während der Geburt. Während die neurohypophysäre OXTFreisetzung bei virginen Tieren nicht durch Opiate beeinflußt wurde, entwickelte sich während der späten Trächtigkeit und während der Geburt einen effektive Kontrolle durch endogene Opiate. Die zentrale Freisetzung von OXT im PVN unterlag keinen merklichen Reproduktions-bedingten Modifikationen, wurde jedoch unabhängig von der peripheren Sekretion durch endogene Opiate beeinflußt. Auch hier kehrte sich die bei virginen Tieren deutliche Stimulation der OXT-Freisetzung im PVN in eine effektive Inhibition während der Trächtigkeit um. Diese Modifikationen in der Wirkung von Opiat-Rezeptoren scheinen sowohl lokal als auch funktionell eng begrenzt zu sein, da auch bei trächtigen Tieren veränderte Opiat-Wirkungen weder hinsichtlich der OXT-Freisetzung im SON noch der verhaltensbiologischen Streßbewältigung beobachtet werden konnten. Die primäre Intention der Arbeit, die funktionelle Relevanz zentralen OXTs bei der Expression von Angstverhalten und der Streßreaktivität der HPA-Achse zu klären, konnte mittels des Tiermodells der peripartalen Periode nicht weiter verfolgt werden. Erstens verschwand die bei männlichen und virginen Tieren beschriebene Kontrolle der HPA-Achse durch endogenes OXT während Trächtigkeit und Laktation. Zweitens deutet die nur bei trächtigen und laktierenden Tieren beobachtete anxiolytische Wirkung zentralen OXTs eine während der peripartalen Periode von neuroendokrinen Parametern dissoziierte Regulation verhaltensbiologischer Streßreaktionen an. Drittens erlauben die vielfältigen systemischen Modifikationen während der Reproduktion, einschließlich schwankender Konzentrationen von Sexualhormonen und der Veränderungen des endogenen Opiat-Systems, keine unbeeinflußte Untersuchung einzelner Streßhormon-Systeme. Deshalb war es sinnvoller, sich dem Tiermodell der HAB/LAB-Ratten zuzuwenden, das pathophysiologische Veränderungen der Emotionalität vorweist. Hier konnte die Assoziation von verhaltensbiologischen und neuroendokrinen Streßreaktionen selektiv untersucht werden. Zunächst wurden die HAB/LAB-Tiere einer verhaltensbiologischen Charakterisierung unterzogen, die stabile Linien-spezifische Verhaltens-Unterschiede unter allen untersuchten Bedingungen bestätigen konnte. Die neuroendokrine Charakterisierung der Zuchttiere zeigte bei HAB-Männchen eine Assoziation der extremen Ängstlichkeit mit einer erhöhten Reaktivität der HPA-Achse auf einen emotionalen Stressor (open-arm). Jedoch konnte weder im Blut noch im PVN unter basalen oder stimulierten Konditionen eine differentielle Freisetzung von OXT gezeigt werden. Mit diesem Ergebnis konnte kein kausaler Zusammenhang des Linien-spezifisch unterschiedlichen Angstverhaltens und der unterschiedlichen Reaktivität der HPA-Achse auf Streß mit der zentralen oder peripheren OXT-Freisetzung festgestellt werden. Da jedoch eine erhöhte basale und Schwimmstreßinduzierte Freisetzung von AVP im PVN männlicher HABs ermittelt werden konnte, wurden weitere Untersuchungen bezüglich dieses Neuropetides unternommen. So konnte bei männlichen HAB-Ratten mittels in situ Hybridisierung eine signifikant höhere basale Expression von AVP-mRNA in magnozellulären Neuronen des PVN nachgewiesen werden. Die periphere AVP-Sekretion unter basalen und open-arm-stimulierten Konditionen zeigte weder Unterschiede zwischen HABs und LABs noch eine effektive Stimulation durch Streß- Exposition, so daß die erhöhte AVP-mRNA-Expression bei HABs die Grundlage für die gesteigerte zentrale Freisetzung bilden dürfte. Diese Ergebnisse signalisieren eine Interaktion von extremem Angstverhalten, erhöhter Streßreaktivität der HPA-Achse und gesteigerter Freisetzung von AVP im PVN bei HAB-Ratten. Unterstützt wurde diese Theorie auch durch die Normalisierung des pathologischen Dex/CRH-Tests bei HABs durch Applikation eines AVP-Antagonisten. Trotz dieser überzeugenden Hinweise sollten noch weitere Untersuchungen folgen, die durch Ausschalten der hypothalamischen AVP-Freisetzung mittels Antagonisten oder antisense targeting die Kausalität dieser Zusammenhänge klären könnten. Neben der gesteigerten Reaktivität der HPA-Achse zeigten HAB-Ratten eine höhere periphere Freisetzung von Prolaktin unter basalen und Streß-stimulierten Bedingungen. Da dieses Ergebnis u. a. eine differentielle Aktivierung des zentralen Dopaminund /oder Serotonin-Systems andeutet, sollten auch in dieser Hinsicht weitere Untersuchungen erfolgen, da auch diese Neurotransmitter mittelbaren oder unmittelbaren Einfluß auf die HPA-Achse ausüben können und zudem bei der Entstehung von Angst- /Depressions-Erkrankungen beteiligt zu sein scheinen. Wie durch die cross-mating-Studie bestätigt, liegt bei HAB/LAB-Ratten eine eindeutige genetische Determination des zwischen den Linien differierenden angstbezogenen Verhaltens vor. Die Untersuchung perinataler Faktoren ergab zwar eine mögliche hormonelle Beeinflussung von HAB-Föten durch eine chronisch erhöhte Plasmakonzentration mütterlichen Corticosterons, jedoch dürfte diese allenfalls einen modulierenden Einfluß auf die fötale Entwicklung haben. So bietet dieses Tiermodell einzigartige Möglichkeiten nicht nur zum Studium der neuroendokrinen Grundlagen psychopathologischer Emotionalität sondern auch der genetischen Korrelate. Solche genetischen Studien, z. B. die Suche nach "quantitative trait loci" oder genetische Assoziationsstudien bei den HAB/LAB-Ratten werden möglicherweise einen großen Beitrag zum Verständnis der Entstehung psychiatrischer Erkrankungen beim Menschen leisten und zu einer spezifischeren pharmakologischen Therapie führen können.