1,721,027 research outputs found
Gut–Brain Interactions and Their Impact on Astrocytes in the Context of Multiple Sclerosis and Beyond
Full text linkMultiple Sclerosis (MS) is a chronic autoimmune inflammatory disease of the central nervous system (CNS) that leads to physical and cognitive impairment in young adults. The increasing prevalence of MS underscores the critical need for innovative therapeutic approaches. Recent advances in neuroimmunology have highlighted the significant role of the gut microbiome in MS pathology, unveiling distinct alterations in patients’ gut microbiota. Dysbiosis not only impacts gut-intrinsic processes but also influences the production of bacterial metabolites and hormones, which can regulate processes in remote tissues, such as the CNS. Central to this paradigm is the gut–brain axis, a bidirectional communication network linking the gastrointestinal tract to the brain and spinal cord. Via specific routes, bacterial metabolites and hormones can influence CNS-resident cells and processes both directly and indirectly. Exploiting this axis, novel therapeutic interventions, including pro- and prebiotic treatments, have emerged as promising avenues with the aim of mitigating the severity of MS. This review delves into the complex interplay between the gut microbiome and the brain in the context of MS, summarizing current knowledge on the key signals of cross-organ crosstalk, routes of communication, and potential therapeutic relevance of the gut microbiome. Moreover, this review places particular emphasis on elucidating the influence of these interactions on astrocyte functions within the CNS, offering insights into their role in MS pathophysiology and potential therapeutic interventions.European research CouncilGerman Research Foundatio
The Gut-Brain Axis in Inflammatory Bowel Disease—Current and Future Perspectives
Full text linkThe gut–brain axis is a bidirectional communication system driven by neural, hormonal, metabolic, immunological, and microbial signals. Signaling events from the gut can modulate brain function and recent evidence suggests that the gut–brain axis may play a pivotal role in linking gastrointestinal and neurological diseases. Accordingly, accumulating evidence has suggested a link between inflammatory bowel diseases (IBDs) and neurodegenerative, as well as neuroinflammatory diseases. In this context, clinical, epidemiological and experimental data have demonstrated that IBD predisposes a person to pathologies of the central nervous system (CNS). Likewise, a number of neurological disorders are associated with changes in the intestinal environment, which are indicative for disease-mediated gut–brain inter-organ communication. Although this axis was identified more than 20 years ago, the sequence of events and underlying molecular mechanisms are poorly defined. The emergence of precision medicine has uncovered the need to take into account non-intestinal symptoms in the context of IBD that could offer the opportunity to tailor therapies to individual patients. The aim of this review is to highlight recent findings supporting the clinical and biological link between the gut and brain, as well as its clinical significance for IBD as well as neurodegeneration and neuroinflammation. Finally, we focus on novel human-specific preclinical models that will help uncover disease mechanisms to better understand and modulate the function of this complex system
Astrocyte-Derived Pleiotrophin Mitigates Late-Stage Autoimmune CNS Inflammation
Full text linkAstrocytes are the most abundant glial cells in the central nervous system (CNS) with the capacity to sense and react to injury and inflammatory events. While it has been widely documented that astrocytes can exert tissue-degenerative functions, less is known about their protective and disease-limiting roles. Here, we report the upregulation of pleiotrophin (PTN) by mouse and human astrocytes in multiple sclerosis (MS) and its preclinical model experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Using CRISPR-Cas9-based genetic perturbation systems, we demonstrate in vivo that astrocyte-derived PTN is critical for the recovery phase of EAE and limits chronic CNS inflammation. PTN reduces pro-inflammatory signaling in astrocytes and microglia and promotes neuronal survival following inflammatory challenge. Finally, we show that intranasal administration of PTN during the late phase of EAE successfully reduces disease severity, making it a potential therapeutic candidate for the treatment of progressive MS, for which existing therapies are limited
Epilepsie nach intrazerebraler Blutung: Inzidenz, Charakterisierung und Risikofaktoren
Full text linkDie Entwicklung einer Epilepsie ist eine häufige Langzeitkomplikation nach einem „Schlaganfall“. Welche Patienten dafür besonders gefährdet sind, ist aktuell noch nicht geklärt. In bisherigen Studien wurden vor allem Patienten mit Ischämien betrachtet, die Datenlage zu intrazerebralen Blutungen (ICBs) ist lückenhaft. Scores, die Risikofaktoren für die Entwicklung einer Epilepsie nach ICB zusammenfassen existieren zwar in der Literatur, haben sich aber in der Praxis noch nicht durchgesetzt. Insbesondere ist die Rolle der operativen Hämatomevakuation weiterhin unklar.
Ziel dieser retrospektiven Studie war es, die Risikofaktoren für die Entwicklung einer Epilepsie nach ICB zu identifizieren und diese Epilepsie zu charakterisieren
Evaluation eines mobilen Elektroenzephalogramms mit reduzierter Montage in der neurologischen Notaufnahme am Universitätsklinikum Erlangen
No full textZusammenfassung
Hintergrund und Ziele
Ein epileptischer Anfall ist ein ernst zu nehmendes Krankheitsbild in der Notfallmedizin und kann Grund für akute Bewusstseinsstörungen sein. Ein zentrales Element für die Diagnosestellung und Abgrenzung von möglichen Differentialdiagnosen stellt die Elektroenzephalographie (EEG) dar. Da eine herkömmliche EEG-Ableitung auf geschultes Personal angewiesen ist und in der Regel nicht durchgehend einsatzbereit steht, soll in dieser prospektiven Studie die klinische Praktikabilität und Validität eines vereinfachten, mobilen EEGs mit reduzierter Montage für den Einsatz in der Notfallmedizin getestet werden.
Methoden
Im Rahmen dieser prospektiven Studie zwischen Juni 2019 und November 2020 erhielten Patienten in der neurologischen Notaufnahme des Universitätsklinikums Erlangens noch während des Aufenthalts in der Notaufnahme eine 10-minütige EEG-Ableitung mit vereinfachter, reduzierter Montage (8-Kanal) mittels eines kabellosen, batteriebetriebenen Headsets der Firma NIHON KOHDEN. Die Studien-Ableitung erfolgte durch nicht EEG-geschultes Personal („Laie“). Die Befunde der Ableitungen flossen nicht in die weitere Betreuung der Patienten ein. Eingeschlossen wurden dabei Patienten, die sich aufgrund einer stattgehabten oder anhaltenden quantitativen oder qualitativen Bewusstseinsstörung mit der Differenzialdiagnose „epileptischer Anfall“ vorstellten, sowie Patienten, bei denen ein fokalneurologisches Defizit differentialdiagnostisch an ein epileptisches Geschehen denken ließ. Untersucht wurden einerseits die klinische Praktikabilität des mobilen EEGs anhand Montagedauer und Impedanz, andererseits die Validität der Ergebnisse des vereinfachten EEGs im Vergleich mit etablierten Routine-EEG-Ableitungen. Bei Auswertung der Studien EEG-Aufnahmen durch eine erfahrene Epileptologin wurde eine Kategorisierung in „unauffällig“ und „pathologisch“ vorgenommen, wobei letztere Kategorie in „epileptisch verändert“ und „nicht epileptisch verändert“ unterteilt wurde. Zur Evaluation eines möglichen Zusatznutzens durch die zeitnahe Studien-EEG Diagnostik wurde eine Nachverfolgung der Patienten mittels elektronischer Patientenakte und ggf. Telefoninterview nach 6-12 Monaten durchgeführt. Für die Studie lag ein positives Votum der Ethikkommission der medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen vor.
Ergebnisse
Von den 70 Patienten (Medianes Alter 59 Jahre, Spannbreite 19-88 Jahre, 37 (52,9%) männlich), die zu Studienzwecken abgeleitet wurden, erhielten 37 Patienten (52,9%) auch ein Routine-EEG; davon 20/70 (28,6%) in der Notaufnahme, 17/70 (24,3%) während des weiteren stationären Aufenthalts (6 Patienten (8,6%) erhielten sowohl in der Notaufnahme als auch im stationären Verlauf eine EEG-Ableitung). 64/70 Patienten (91,4%) wurden im Rahmen einer stattgehabten oder anhaltenden qualitativen oder quantitativen Bewusstseinsstörung vorstellig, 6/70 (8,6%) mit einem fokal-neurologischen Defizit. Die Dauer für das Anlegen der Elektroden und Starten der Studien-Ableitung betrug im Median 7 Minuten (4-20min). Die Übergangswiderstände der Elektroden betrug im Median 34 kOhm (4-61kOhm). Von den 9/37 (24,3%) im Routine-EEG als epileptisch verändert aufgefallenen Ableitungen erkannte das Studien-EEG 8/9 (88,9%) davon als ebenso epileptisch verändert; 1/9 (11,1%) präsentierte sich im Studien-EEG nicht mehr epileptisch verändert, nachdem der Anfall im Vorfeld bereits medikamentös durchbrochen worden war. Bei 3/33 Patienten (9,1%), bei denen aus Kapazitätsgründen kein Routine-EEG abgeleitet wurde, konnten Auffälligkeiten im Studien-EEG festgestellt werden, die zum Ableitungszeitpunkt therapieverändernde Informationen geliefert hätten (anhaltender Abscencenstatus, epileptisch/ enzephalopathische Veränderung, fokale nicht epileptische Veränderungen).
Schlussfolgerungen
Die Ableitung mittels eines mobilen Elektroenzephalogramms mit reduzierter Montage ist auch ohne geschultes Personal schnell und sicher möglich und scheint in der Lage zu sein, akut epileptische EEG-Veränderungen in vielen Fällen sicher zu detektieren. Durch die einfache Handhabung und die schnelle Montage wird der Einsatz in einem Notfallsetting begünstigt. In der vorliegenden Untersuchung ergeben sich außerdem Hinweise darauf, dass durch die rasche Verfügbarkeit therapierelevante Informationen gewonnen werden können
Lokalisation des Benennens im Gehirn und Benenndefizite nach epilepsiechirurgischen Eingriffen
No full textDie Fähigkeit der Objektbenennung konnte mittels VLSM im sprachdominanten posterioren Gyrus fusiformis und Gyrus temporalis inferior lokalisiert werden. Das Risiko einer postoperativen Verschlechterung der Benennfähigkeit ist vor allem bei LTLE-Patienten mit großem Läsionsvolumen und höherem Alter bei Erstmanifestation gesteigert. Um es zu verringern, sollten Resektionen möglichst unter Schonung der für das Benennen essenziellen Hirnstrukturen, insbesondere des BTLAs, erfolgen. Kleinere Resektionsvolumina bergen ein geringeres Risiko für postoperative Benenndefizite und bewirken indes die gleiche Anfallskontrolle
Jumonji domain-containing protein 3 (JMJD3) als ein neuer epigenetischer Mechanismus der Fibroblasten Aktivierung in der Systemischen Sklerose
Full text link1. Background
Systemic sclerosis (SSc) is a multisystemic fibrotic disease. Chronic and exaggerated activation of fibroblasts is a central hallmark of SSc, results in organ dysfunction and might be explained by epigenetic mechanisms. Trimethylation of histone 3 at lysine residue K27 (H3K27me3) is a repressive epigenetic mark. Previous studies demonstrated, that inhibition of the H3K27 trimethylation results in fibroblast activation and induces fibrosis in SSc. Trimethylation of H3K27 is reversible by the activity of the specific demethylase Jumonji Domain Containing Protein 3 (JMJD3).
The aim of this study was to investigate the role of JMJD3 in SSc in more detail.
2. Methods
JMJD3-expression was analyzed in-vitro and in-vivo. Human dermal fibroblasts were isolated from SSc patients and health volunteers. The cultivated fibroblasts were stimulated with TGF-b and the specific pharmacologic inhibitor of JMJD3: GSKJ4. The in-vivo effects were investigated in the murine model of Topoisomerase-I (TopoI) induced fibrosis. The experiments were evaluated using Immunofluorescence and Immunohistochemistry, Western blotting, Sircol-Assay and Hydroxyprolin-Assay.
3. Results
The expression of JMJD3 was increased in skin sections and cultured fibroblasts of SSc patients compared to healthy controls. In addition, JMJD3 is induced by TGF-b . As a consequence, TGF-b stimulation results in decreased H3K27-trimethylation. Treatment with TopoI induced JMJD3 expression and reduced the levels of H3K27me3 as compared with vehicle controls in the murine model of SSc.
We demonstrated that treatment with the specific inhibitor GSKJ4 enhances H3K27- trimethylation in cultured fibroblasts and in mice.Moreover, we could show that GSKJ4 inhibits TGF-b induced collagen synthesis in cultured fibroblasts in a dose-dependent manner. In-vivo, we observed that treatment with GSKJ4 ameliorated TopoI induced dermal and lung fibrosis
4. Conclusion
In conclusion JMJD3 mediates activation of fibroblasts in SSc by demethylation of H3K27me3 and plays an important role in fibroblast activation. Inhibition of JMJD3 might thus be an interesting target for antifibrotic therapies.1. Hintergrund und Ziele
Die Systemische Sklerose (SSc) ist eine Bindegewebserkrankung bei der es durch vermehrte, unkontrollierte Fibroblastenaktivität zum bindegewebigen Umbau der Organe und einem daraus resultierendem Funktionsverlust kommt.
Die Pathogenese der SSc ist noch nicht vollständig verstanden. Aktuelle Forschungsergebnisse legen nahe, dass epigenetische Veränderungen eine wichtige Rolle in der Pathogenese der SSc spielen könnten.
Die Trimethylierung von Histon 3 an Lysinrest 27 (H3K27me3) wirkt als reprimierende Histonmodifikation und spielt eine Rolle bei der Regulierung der Fibroblastenaktivität. Eine Inhibition der Trimethylierung führt zur Fibroblastenaktivierung und induziert eine Fibrose in der SSc. Die Trimethylierung wird durch die H3K27me3- Demethylase Jumonji domain-containing protein 3 (JMJD3) reguliert.
Gegenstand dieser Arbeit war es, die Rolle von JMJD3 in der SSc näher zur charakterisieren.
2. Methoden
Die JMJD3-Expression wurde in-vitro und in-vivo beurteilt. Humane Fibroblasten von SSc-Patientinnen und - Patienten sowie gesunden Probanden wurden kultiviert. Die Zellen wurden mittels TGF-b stimuliert, GSKJ4 diente als spezifischer JMJD3-Inhibitor. Die in-vivo Analysen erfolgten im SSc Topoisomerase I-Mausmodell. Die Auswertung erfolgte mittels Immunhistochemischen- und Immunfluoreszenzfärbungen, WesternBlot-Analyse sowie Sircol-Assay und Hydroxyprolin-Assay.
3. Ergebnisse und Beobachtungen
Nach Stimulation mittels des profibrotischen Mediators TGF-b wurde in den Fibroblasten vermehrt JMJD3 nachgewiesen und gleichzeitig war weniger H3K27me3 nachweisbar.
Im Tiermodell zeigten die TopoI-behandelten Mäuse eine vermehrte JMJD3 und verminderte H3K27me3 Expression im Vergleich zu der Kontrollgruppe.
In einer weiteren Versuchsreihe wurde das Enzym JMJD3 mittels GSKJ4 in-vivo und in-vitro gehemmt. Die Hemmung von JMJD3 reduzierte die TGF-b induzierte Kollagensynthese der Fibroblasten und verzögerte die Fibroblasten Proliferation dosisabhängig. In-vivo verbesserte die Applikation von GSKJ4 sowohl die TopoI- induzierte Hautfibrose als auch die TopoI-induzierte Lungenfibrose.
4. Schlussfolgerungen und Diskussion
Mit der vorliegenden Forschungsarbeit konnte gezeigt werden, dass das Enzym JMJD3 in der SSc vermehrt exprimiert ist und eine wichtige Rolle in der Fibroblastenaktivierung spielt. Die Inhibition von JMJD3 durch den spezifischen Inhibitor GSKJ4 könnte ein vielversprechender Ansatz für eine gezielte Therapie der SSc darstellen
Longer-term effects of intravenous immunoglobulin treatment in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy: Who benefits?
Full text linkBackground:
Intravenous immunoglobulins (IVIg) represent an established cornerstone for the
immunotherapy of chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy (CIDP).
Efficacy of IVIg for CIDP was proven in a large phase III trial. Yet, data on the longer
term efficacy and effects in distinct subgroups are scarce.
Methods:
In this observational real-world study, we retrospectively analyzed 49 CIDP patients
fulfilling the INCAT criteria and receiving continuous IVIg treatment. Patient were
treated with IVIg at regular 4-weekly intervals for at least 6 months from January 2010
to July 2018. Patients were seen every 4 weeks for infusions. Evaluation of INCAT
scores was performed before start of treatment and at the end of the observation period
over a mean of 3.5 years. The Mann Whitney U Test was employed to test for statistical
significance.
Results:
Over the observational time, IVIg treatment led to a median improvement of 1 INCAT
score point (Fig. 1). Subgroup analyses revealed a more pronounced improvement of
INCAT scores in female patients (Fig.2), individuals with relapsing disease courses
(Fig.3), and patients with more pronounced motor impairment (higher initial INCAT
scores, Fig.4)
Conclusion:
These data argue for sustained beneficial effects of longer-term immunotherapy with
IVIg in CDIP, particularly in females and relapsing disease forms with higher disease
activity
Expression des CD83 Moleküls durch Makrophagen und seine Rolle auf Mikroglia im Zusammenhang mit experimenteller autoimmuner Enzephalomyelitis
Full text linkThe CD83 molecule possesses robust immunomodulatory properties, with numerous investigations underscoring its importance as a critical checkpoint in the resolution of inflammation. Membrane-bound CD83 (mCD83) has been characterized as an activation marker for dendritic cells (DCs) but it is also expressed on various other immune cell types, including regulatory T cells, thymic epithelial cells, B cells, and macrophages (MΦ). Several studies also reported expression of CD83 within microglia of the central nervous system (CNS), where it is associated with distinct cellular phenotypes.
In accordance with findings in other immune cell populations, the absence of CD83 results in heightened pro-inflammatory activity in murine MΦ, indicating an important role in determining the pro-resolving polarization of these cells. However, the expression kinetics of CD83 following the activation of bone marrow-derived macrophages (BMDM) with lipopolysaccharide (LPS) remained unexplored. Furthermore, the spatial distribution of microglial CD83 as well as its regulation and relevance for cellular functions have not been described until now. Thus, the aims of this thesis were (i) to decipher the regulation of intracellular trafficking of CD83 in LPS-activated BMDM as well as (ii) the molecule’s spatial expression and biological function in microglia during homeostasis and inflammation.
Within the first aim of this thesis we elucidated the expression kinetics and characterized the trafficking of CD83 subsequent to LPS-induced activation of BMDM. Herein, we report a rapid, but temporary expression of CD83 on BMDM between one and six hours after LPS stimulation. Additionally, we observed that CD83 expression in BMDM preceded the early activation antigen CD69 and other macrophage polarization markers. This increase in CD83 expression thus represents an immediate-early response, indicating its pivotal role in dictating cellular fate. Through pharmacological inhibition we delineated the intracellular trafficking of CD83 in LPS-activated BMDM which comprises: (i) a remarkably rapid de novo synthesis of the protein, (ii) trafficking through the Golgi apparatus and extensive glycosylation, (iii) a hitherto unreported dynamin-dependent endocytosis mechanism of CD83 from the surface of BMDM, followed by (iv) the lysosomal degradation of the protein.
Regarding the regulation and function of CD83 in microglia, which was the second aim of this thesis, we elucidated the kinetics of CD83 expression following the inflammatory activation of microglia. We demonstrated a remarkable similarity to CD83 expression kinetics in LPS-activated BMDM, suggesting a potential analogous regulatory mechanism for CD83 expression across different macrophage lineages. Additionally, we assessed the spatial distribution of CD83 on microglial cells under conditions of both homeostasis and disease, unveiling an elevated expression of CD83 in the caudal, white matter-rich regions of the cerebellum and spinal cord. While investigating the spatial distribution of CD83 during experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), the murine model for multiple sclerosis (MS), we observed a sustained expression of Cd83, which is associated with a pro-resolving phenotype in these cells. Employing a CD83 conditional knock-out in microglia (CD83ΔMG) and single-cell RNA sequencing, we identified an exacerbated pro-inflammatory activation of microglia derived from CD83ΔMG mice, as evidenced by their increased propensity to associate with a cluster exhibiting elevated expression of microglial activation markers (i.e. Cd74, Apoe, Cst7, Ctsb, Lilrb4, and Eef1a1) during EAE. Conversely, microglia derived from control mice (CD83wtCre) mice retained a more homeostatic phenotype characterized by the expression of Csmd3, Cst3, P2ry12, Siglech, and Gpr34. Additionally, we reported a more pronounced expression of genes involved in the activation of antigen-presenting cells and leukocyte-mediated immunity in CD83ΔMG microglia. In contrast, Cd83 expression in microglia during EAE correlated with genes implicated in negative regulation of the response to external stimuli and immune system regulation. Taken together, our findings demonstrate that, similar to its effects on other immune cell types, the depletion of CD83 in microglia results in heightened pro-inflammatory responses and compromised resolution of inflammation in degenerative disorders associated with this specific cell lineage. Thus, CD83 expression in microglia serves not only as a marker of cellular activation but also signifies its pivotal role as a regulatory molecule in dampening neuroinflammatory processes.
Throughout the second aim of this thesis, we have substantiated that CD83 expression on microglia operates as a regulator of cellular activation. Furthermore, microglial cells emerge as the primary CD83-expressing entities within the central nervous system. A soluble isoform of CD83 (sCD83) exhibited proven potent immune-modulatory capabilities across multiple in vivo models and increased serum levels were found in patients diagnosed with rheumatoid arthritis and hematological malignancies. Consequently, the third aim of this dissertation entailed the evaluation of sCD83 levels in both serum and cerebrospinal fluid of patients with MS. We hereby unveiled a remarkable correlation between both patient age and gender, and the secretion of sCD83 into the cerebrospinal fluid. Furthermore, we reported that administering glucocorticoids to patients with relapsing-remitting MS significantly augmented sCD83 concentration in their cerebrospinal fluid. We thereby elucidated a hitherto unreported positive impact of immune-modulatory treatment on sCD83 levels in individuals with autoimmune disorders.Das Molekül CD83 besitzt robuste, immunmodulatorische Eigenschaften und zahlreiche Untersuchungen konnten seine Bedeutung als entscheidenden Kontrollpunkt bei der Auflösung von Entzündungen verdeutlichen. Das membrangebundene CD83 (mCD83) wurde ursprünglich zwar als Aktivierungsmarker für dendritische Zellen (DZ) charakterisiert, ist jedoch auch auf verschiedenen anderen Immunzelltypen vorhanden, einschließlich regulatorischer T-Zellen, thymischer epithelialer Zellen, B-Zellen und Makrophagen (MΦ). Mehrere Studien berichteten auch über die Expression von CD83 in Mikroglia des zentralen Nervensystems (ZNS), wo es mit verschiedenen zellulären Phänotypen in Verbindung gebracht wird.
In Übereinstimmung mit Befunden in anderen Immunzellpopulationen führte das Fehlen von CD83 zu einer erhöhten pro-inflammatorischen Aktivität in murinen MΦ, was auf eine wichtige Rolle von CD83 in der Entzündungs-auflösenden Polarisation dieser Zellen hinweist. Die Expressionskinetik von CD83 nach der Aktivierung von aus dem Knochenmark generierten Makrophagen (BMDM) mit Lipopolysaccharid (LPS) blieb jedoch unerforscht. Darüber hinaus wurden die räumliche Verteilung von mikroglialem CD83 sowie dessen Regulation und Relevanz für zelluläre Funktionen bisher nicht beschrieben. Daher waren die Ziele dieser Arbeit, erstens die Regulation des intrazellulären Transports von CD83 in LPS-aktivierten BMDM, sowie zweitens die räumliche Expression und biologische Funktion der CD83 Expression in Mikroglia während der Homöostase und Entzündung zu entschlüsseln.
Im Rahmen des ersten Ziels dieser Arbeit haben wir die CD83-Expressionskinetik und den Transport von CD83 nach der LPS-induzierten Aktivierung von BMDM charakterisiert. Hierbei stellten wir eine schnelle, aber transiente Expression von CD83 auf BMDM zwischen einer und sechs Stunden nach LPS-Stimulation fest. Zusätzlich beobachteten wir, dass die CD83-Expression in BMDM der Expression des frühen Aktivierungsantigen CD69 und anderen Polarisationsmarkern von MΦ vorausgeht. Diese Zunahme der CD83-Expression stellt somit eine sofortige Antwort auf die LPS-Stimulation dar, die auf ihre entscheidende Rolle bei der Bestimmung des zellulären Schicksals hinweist. Durch pharmakologische Hemmung haben wir den intrazellulären Transport von CD83 in LPS-aktivierten BMDM aufgeschlüsselt. Dieser umfasst 1. eine bemerkenswert schnelle de-novo-Synthese des Proteins, 2. den Transport durch den Golgi-Apparat und eine umfangreiche Glykosylierung sowie 3, einen bislang – für CD83 – unbekannten, Dynamin-abhängigen Endozytosemechanismus von der Oberfläche von BMDM und 4. den lysosomalen Abbau des Proteins.
Hinsichtlich der Regulation und Funktion der CD83 Expression in Mikroglia, deren Erörterung das zweite Ziel dieser Arbeit waren, haben wir die Kinetik der CD83-Expression nach der entzündlichen Aktivierung von Mikroglia aufgeklärt. Wir enthüllten eine bemerkenswerte Ähnlichkeit mit der CD83-Expressionskinetik in LPS-aktivierten BMDM, was auf potenziell analoge, regulatorische Mechanismen für die CD83-Expression in verschiedenen Makrophagen-Linien hindeutet. Darüber hinaus haben wir die räumliche Verteilung von CD83 auf Mikrogliazellen während Homöostase und Krankheit analysiert und dabei eine erhöhte Expression von CD83 in den kaudalen, weißen Substanz-reichen Regionen des Kleinhirns und des Rückenmarks festgestellt. Bei der Untersuchung der räumlichen Verteilung von CD83 während der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE), dem murinen Modell für Multiple Sklerose (MS), beobachteten wir eine anhaltende Expression von Cd83, die mit einem immun-auflösenden Phänotyp in diesen Zellen assoziiert ist. Mittels konditionalem CD83-Knockout in Mikroglia (CD83ΔMG) und der Einzelzell-RNA-Sequenzierung identifizierten wir eine verstärkte proinflammatorische Aktivierung von CD83ΔMG Mikroglia. Dies wurde durch ihre verstärkte Assoziation mit einem Cluster, der eine erhöhte Expression von Mikroglia-Aktivierungsmarkern (z. B. Cd74, Apoe, Cst7, Ctsb, Lilrb4 und Eef1a1) während der EAE aufweist, belegt. Im Gegensatz dazu behielten Mikroglia, die von Kontrollmäusen (CD83wtCre) stammen, einen homöostatischen Phänotyp bei, der durch die Expression von Csmd3, Cst3, P2ry12, Siglech und Gpr34 gekennzeichnet ist. Darüber hinaus identifizierten wir in CD83ΔMG-Mikroglia eine ausgeprägte Expression von Genen, die an der Aktivierung von antigenpräsentierenden Zellen und der leukozytären Immunität beteiligt sind. Im Gegensatz dazu korrelierte die Cd83-Expression in Mikroglia während der EAE mit Transkripten, die an der negativen Regulation der Immunantwort auf externe Reize beteiligt sind. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, dass die Depletion von CD83 in Mikroglia, ähnlich wie bei anderen Immunzelltypen, zu verstärkten pro-inflammatorischen Reaktionen und einer beeinträchtigten Auflösung von Entzündungen führt. Somit dient die CD83-Expression in Mikroglia nicht nur als Marker für die zelluläre Aktivierung, sondern nimmt auch eine entscheidende Rolle bei der Regulation neuro-inflammatorischer Prozesse ein.
In Vorarbeiten unserer Abteilung wurde darüber hinaus gezeigt, dass die lösliche Isoform von CD83 (sCD83) sowohl in vitro als auch in vivo starke immunmodulatorische Fähigkeiten besitzt. Außerdem konnten bereits in der Vergangenheit erhöhte sCD83-Serumspiegel bei Patienten mit rheumatoider Arthritis und hämatologischen Malignitäten nachgewiesen werden. Folglich umfasste das dritte Ziel dieser Dissertation die Analyse der sCD83 Konzentration sowohl im Serum als auch im Liquor von MS-Patienten. Hierbei stellten wir eine bemerkenswerte Korrelation zwischen Patientenalter und dem Geschlecht, sowie der Sekretion von sCD83 in den Liquor fest. Darüber hinaus führte die Behandlung von Patienten mit schubförmig-remittierender MS mit Glukokortikoiden, zu einer signifikant erhöhten sCD83-Konzentration im Liquor. Wir haben somit einen bislang unbekannten, positiven Einfluss des sCD83 Moleküls bei MS Patienten entdeckt
- …
