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Brain lesions in experimental neuromyelitis optica
Maria Magdalena Vogl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Monika Bradl
DOI
10.25365/thesis.42645
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-28693.13316.561153-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Neuromylitis optica (NMO) ist eine entzündliche und Astrozyten zerstörende Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS), die letztlich zu Demyelinisierung führt. Vor allem die optischen Nerven und das Rückenmark sind betroffen, wohingegen Veränderungen im Gehirn weniger ausgeprägt sind. Zusätzlich werden in vielen NMO Patienten pathogene Autoantikörper, NMO IgGs genannt, detektiert, die sich gegen den Wasserkanal Aquaporin 4 (AQP4) richten welcher vor allem an astrozytären Zellfortsätzen zu finden ist. Typische NMO-Läsionen weisen aktivierte Mikroglia/Makrophagen, einige T-Zellen, eine erhöhte Zahl an Neutrophilen und die Fixierung von Komplement auf, sowie einen deutlichen Verlust von Astrozyten.
Diese Studie untersucht die pathologischen Merkmale im Gehirn von Tiermodellen für NMO und den Einfluss der Spezifität der T-Zellen auf die Verteilung von Läsionen mit AQP4-Verlust. Dafür wurde archiviertes Gehirnmaterial von Lewis Ratten analysiert. Diesen Tieren wurden pathogene NMO IgGs gespritzt als sie die ersten Anzeichen einer ZNS-spezifischen T-Zell-induzierten EAE aufwiesen. Alle T-Zelllinien konnten, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, aber nur drei wurden im ZNS genug reaktiviert um NMO-typische Läsionen mit AQP4-Verlust zu initiieren. Obwohl diese zu unterschiedlichen Topografien führten, waren Medulla und Stammhirn in allen Tieren die „Hotspots“ für Läsionen, was mit menschlicher NMO korreliert. Nur geringfügige Unterschiede - bedingt durch entweder Spezieseigenschaften oder
T Zell-Spezifitäten - wurden gefunden. Die zentrale Beobachtung der Studie ist, dass die Spezifität der T-Zellen und ihr Aktivierungsgrad im ZNS die Bildung von Läsionen mit zerstörten Astrozyten im Gehirn beeinflusst. Autoantiköper brauchen neben der Möglichkeit in das Gehirn einzudringen, auch ein entzündliches Milieu im Bereichen des Gehirns mit dem passenden Antigen für die Läsionsbildung. Fortführende Untersuchungen sind notwendig, um das Antigen der Entzündung auslösenden T-Zellen zu finden und um die Mechanismen der Autoimmunität im Gehirn zu verstehen, damit ein repräsentativeres Tiermodel etablieren werden kann.
Abstract
(Englisch)
Neuromyelitis optica (NMO) is an inflammatory and astrocyte-destructive disease of the central nervous system which leads subsequently to demyelination. Most effects are seen in the optic nerves and in the spinal cord; abnormalities are less pronounced in the brain. Additionally, many NMO patients carry pathogenic serum autoantibodies, termed NMO immunoglobulins (IgGs), against the water channel aquaporin 4 (AQP4) which is especially enriched in the astrocytic end-feet. Typical NMO lesions contain activated microglia/macrophages, few T cells, a high number of neutrophils, deposition of complement and show a distinct loss of astrocytes.
This study focused on the characteristic pathological features in the brain of NMO animal models and the influence of T cell specificity on the distribution pattern of lesions with AQP4 loss. Therefore, archived brain material of Lewis rats was analysed. These animals had been injected with five different CNS specific T cell lines to provoke experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) and additionally with two different pathogenic NMO IgGs. All T cell lines had the ability to cross the blood brain barrier (BBB) but only three of them were sufficiently reactivated in the CNS to initiate NMO-like lesions with AQP4 loss. Even though the three T cell lines led to a different lesion topography, medulla and brainstem were in all animal the lesion “hotspots” which is correlating with human NMO. Only some minor differences were found either due to species characteristics or T cell specificities.
The key observation of the study is that the T cell specificity and their activation degree in the CNS influenced the formation of astrocyte-destructive lesions in the brain. Autoantibodies need the possibility to enter the brain and additionally an inflammatory environment in the area of the targeted antigen to initiate lesions. Further investigation is needed to find the targeted antigen of the T cells initiating inflammation in NMO patients and to understand the mechanism of autoimmunity in the CNS to establish an even more representative animal model of this disease.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
neuromyelitis optica NMO T cell specificity NMO IgG brain leision aquaporin 4 AQP4 Experimentellen Autoimmun-Encephalomyelitis /EAE
Schlagwörter
(Deutsch)
Neuromylitis optica NMO T Zell-Spezifität NMO IgG Gehirnläsion aquaporin 4 AQP4 experimental autoimmune encephalomyelitis EAE
Autor*innen
Maria Magdalena Vogl
Haupttitel (Englisch)
Brain lesions in experimental neuromyelitis optica
Paralleltitel (Deutsch)
Gehirnläsionen in experimenteller Neruomyelitis optica
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
63 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Monika Bradl
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
44 Medizin > 44.45 Immunologie
AC Nummer
AC13275501
Utheses ID
37747
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |