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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-85697
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8569/


Rath, Anika Maria

Stammzellbasierte Rekonstruktion des nigrostriatalen Projektionssystems im Tiermodell der Parkinsonschen Erkrankung

Stem cell-based reconstruction of the nigrostriatal pathway in an animal model of Parkinsons disease

Dokument1.pdf (4.422 KB) (md5sum: 7580e1c49daab5667193e8f8cf40c56e)

Kurzfassung in Deutsch

Experiment 1: Intrastriatale Transplantate, zweistufige Transplantationstechnik
Dopaminerge Zellen von 14 Tage alten Rattenembryonen wurden im 6-OHDA-Rattenmodell der Parkinsonschen Erkrankung mit Hilfe der Mikrotransplantationstechnik in das Striatum von adulten Empfängertieren transplantiert. Durch eine zweistufige Transplantationstechnik, bei der im Abstand von fünf Tagen Zellen implantiert wurden, wurde im Vergleich zur Standardmethode eine Zunahme des Überlebens und der Faserbildung von TH+-Neuronen erzielt. Eine mögliche Erklärung ist die Ausschüttung neurotropher Faktoren, ausgelöst durch die erste Transplantation, welche zur Simulation einer „embryonalen“ Mikro-Umgebung im adulten Gehirn führen und bessere Bedingungen für Überleben und Faserwachstum der dopaminergen Zellen des zweiten Transplantats schaffen. Die Identifikation der verantwortlichen (neurotrophen) Faktoren könnte essentiell zur Optimierung der Zellersatztherapie in klinischen Studien beitragen.

Experiment 2: Intrastriatale und intranigrale Xenotransplantation
Primäres ventrales Mesencephalon (VM) von sieben bis neun Wochen alten humanen Embryonen wurde im 6-OHDA-Rattenmodell der Parkinsonschen Erkrankung in adulte Empfängertiere transplantiert. Verglichen wurden Transplantatüberleben, funktionelle Effekte und axonales Faserwachstum für verschiedene intrastriatale Transplantationstechniken (Einzelzellsuspension implantiert mittels Glaskapillare oder Metallkanüle, Gewebestücke mittels Metallkanüle) und die intranigrale Transplantation (Einzelzellsuspension mittels Glaskapillare). Die Ergebnisse zeigen ein besseres Überleben dopaminerger Neurone, eine stärkere Reduktion des Amphetamin-induzierten Rotationsverhaltens und ein ausgeprägteres axonales Faserwachstum nach intrastriataler Transplantation von Gewebestücken im Vergleich zur Einzelzellsuspension. Bei den intranigral (=homotop) transplantierten Tieren zeigten sich ein solides Transplantatüberleben und eine signifikante Reduktion der Apomorphin-induzierten Rotation, jedoch kein Effekt auf die Amphetamin-induzierte Rotation. Das Striatum als Zielregion dopaminerger Innervation blieb bei nur geringem axonalem Faserwachstum aus dem Transplantat denerviert, so dass sich die alleinige homotope Transplantation als nicht ausreichend für eine stärkere funktionelle Rekonstruktion erwies. Während langfristig für die Weiterentwicklung der Zellersatztherapie die Generierung dopaminerger Neurone aus alternativen Zellressourcen auf der Basis von Stammzelltechnologien erforderlich ist, können fetale dopaminerge Neurone zwischenzeitlich als Quelle für die klinische Zellersatztherapie bei Parkinson Patienten dienen.


Kurzfassung in Englisch

Experiment 1: Intrastriatal grafts, two step-grafting approach
Dopaminergic neurons derived from rat embryonic day 14 (E14) ventral mesencephali (VM) were transplanted intrastriatally into adult hemiparkinsonian rats that had previously received a unilateral injection of 6-hydroxy dopamine (6-OHDA) into the medial forebrain bundle (MFB). Based on a two step-grafting approach with two consecutive implantation surgery sessions (five days difference between surgeries), an increase in surviving TH+-neurons and axonal growth was achieved in rats with the two step surgery protocol compared to the standard all-in-one-step transplantation protocol. A possible explanation is the release of neurotrophic factors from the first graft, simulating an “embryonic” micro-environment in the adult brain and creating better conditions for survival and axonal growth of the dopaminergic cells of the second graft. The identification of underlying (neurotrophic) factors could essentially contribute to the improvement of cell replacement therapy in clinical studies.


Experiment 2: Intrastriatal and intranigral xenotransplantation
Primary VM from seven to nine week old human embryos was transplanted into adult hemiparkinsonian rats. Graft survival, functional effects and axonal growth were analysed using different intrastriatal transplantation techniques (single cell suspension implanted by glass capillary or metal cannula, tissue pieces implanted by metal cannula) and the intranigral transplantation (single cell suspension implanted by glass capillary). Results indicated a better survival of dopaminergic neurons, an improved motor deficit as seen in a higher reduction of amphetamine-induced rotational behaviour, and an increased axonal growth for the intrastriatally transplanted tissue pieces compared to the single cell suspension. Intranigrally (=homotopic) transplanted animals showed a solid graft survival and a reduction of apomorphin-induced rotations; however, no effect on amphetamine-induced rotations was observed. The target area of dopaminergic innervation, the striatum, remained denervated by reason of only marginal axonal growth from the graft. Homotopic transplantation proved to be insufficient for a distinct functional reconstruction. Even though the generation of dopaminergic neurons from alternative cell resources by stem cell technologies is required for a reliable cell availability, human fetal VMs meanwhile represent a source for clinical cell replacement therapy in patients suffering from Parkinsons disease.


SWD-Schlagwörter: Parkinson-Krankheit , Zelltransplantation , Tiermodell
Freie Schlagwörter (deutsch): Xenograft
Freie Schlagwörter (englisch): Parkinsons disease , neurorestoration , animal model , xenograft
Institut: Neurozentrum
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Nikkhah, Guido (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 06.10.2011
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 18.05.2012
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