@phdthesis{Gschmack2017,
  author    = {Gschmack, Eva Maria},
  title     = {Anti-Gehirn-Autoantik{\"o}rper und deren Bedeutung bei Morbus Parkinson},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-149348},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Hintergrund: Die der Pathogenese von Morbus Parkinson (PD, Parkinson's disease) zugrunde liegenden Mechanismen sind bis heute nur unvollst{\"a}ndig verstanden. Insbesondere ist unklar, durch welche urs{\"a}chlichen Faktoren Parkinson ausgel{\"o}st wird. Bei der HIV-Infektion treten bei vielen Patienten neurologische St{\"o}rungen auf (HIV-Associated Neurological Disorders, HAND), die in der klinischen Symptomatik und der Lokalisation der betroffenen Gehirnareale dem Morbus Parkinson {\"a}hneln. M{\"o}glicherweise k{\"o}nnte eine Fehlregulation der Immunantwort eine Rolle als Ausl{\"o}ser beider Erkrankungen spielen. In dieser Arbeit wurde die Autoimmunantwort von PD- und HAND-Patienten und gesunden Kontrollen gegen verschiedene Gehirnhomogenate untersucht, die w{\"a}hrend der Parkinsonerkrankung in unterschiedlichem Ausmaß gesch{\"a}digt werden. Das Autoimmun-Signal wurde quantifiziert und prominente Autoantigene wurden identifiziert. Methoden: In dieser Arbeit wurde ein Western-Blot-basiertes Verfahren zum Nachweis von Autoantik{\"o}rpern gegen Gehirngewebe entwickelt. Dieses Verfahren wurde nach Optimierung mit Plasmaproben von gesunden Kontrollen, PD-Patienten und Patienten mit HIV-Infektion insbesondere an einer Gruppe von 40 Parkinson-Patienten (Durchschnittsalter 65 Jahre, 45 \% weiblich) und 40 alters- und geschlechtsgemachten Kontrollen (Durchschnittsalter 62 Jahre, 50 \% weiblich) angewendet und die humorale Autoimmunit{\"a}t gegen verschiedene Gehirnareale untersucht. Dazu wurden die verschiedenen Areale (dorsaler Motornucleus des Glossopharynx- und Vagusnervs (dm), Substantia nigra (SN), anteromedialer temporaler Mesocortex (MC), high order sensorische Assoziations- und pr{\"a}frontale Felder (HC), first oder sensorische Assoziations- und pr{\"a}motorische Felder, prim{\"a}re sensorische und motorische Felder (FC)) von post-mortem Gehirnen homogenisiert, auf SDS-Gradienten-Gelen elektrophoretisch aufgetrennt und auf Nitrocellulose geblottet. Die Membranen wurden mit den Plasmen inkubiert und gebundene Autoantik{\"o}rper immunologisch detektiert. Die Signale wurden qualitativ und quantitativ ausgewertet. Mit Hilfe einer zweidimensionalen Elektrophorese und anschließender Immunf{\"a}rbung wurden prominente Autoantigene durch Massenspektroskopie identifiziert. Ergebnisse: Mit dem in dieser Arbeit entwickelten Assay l{\"a}sst sich die humorale Autoimmunantwort gegen Gehirngewebe semiquantitativ bestimmen. In allen untersuchten Proben konnten verschiedene Autoantik{\"o}rper gegen unterschiedliche Antigene nachgewiesen werden. Der Gesamt-IgG-Gehalt der Plasmen unterscheidet sich weder zwischen PD-Patienten und gesunden Kontrollen, noch zwischen M{\"a}nnern und Frauen signifikant. Weibliche PD-Patienten zeigen signifikant st{\"a}rkere Signale gegen dm als m{\"a}nnliche (p = 0.02, Mann-Whitney-U-Test), der wiederum in jedem Patienten - unabh{\"a}ngig vom Geschlecht - von den untersuchten Hirnarealen signifikant st{\"a}rker autoimmunologisch erkannt wird, als die {\"u}brigen Hirnareale (p < 0.0001, Friedman-ANOVA). In jedem Hirnareal wurden drei Banden besonders h{\"a}ufig erkannt (45, 40 und 37 kDa), jede davon am st{\"a}rksten im dm (p < 0.0001, Friedman-ANOVA). Die Einzelanalysen der Signalintensit{\"a}ten zeigt, dass PD-Patienten signifikant weniger Autoreaktivit{\"a}t gegen die 45 kDa-Bande in der SN (p = 0.056), im MC (p = 0.0277) und im FC (p = 0.0188) zeigen, als Kontrollen. Weitere Analysen zeigen, dass m{\"a}nnliche PD-Patienten hochsignifikant weniger das 45 kDa-Protein im SN (p < 0.0001), MC (p = 0.0042) und FC (p = 0.0088) erkennen als Kontrollen, wohingegen bei den weiblichen Kontroll- und PD-Plasmen kein Unterschied festzustellen war. Ein weiteres Protein bei 160 kDa wird signifikant unterschiedlich stark in allen Gehirnarealen erkannt (p < 0.0001, Friedman-ANOVA), wobei die st{\"a}rkste Immunreaktivit{\"a}t gegen FC besteht. Basierend auf dem Nachweis der 45 kDa-Bande aus der SN ergibt sich eine Odds Ratio f{\"u}r das Merkmal Parkinson von 3.38 (CI 1.11 - 10.30). Bei M{\"a}nnern ist diese Odds Ratio sogar 53.12 (CI 2.79 - 1012), bei Frauen 0.44 (CI 0.09 - 2.09). Die Sensitivit{\"a}t dieses Tests liegt bei M{\"a}nnern bei 1 (CI 0.84 - 1), die Spezifit{\"a}t bei 4.41 (0.31 - 0.78). Die negativ pr{\"a}diktiven Werte liegen in allen Gruppen {\"u}ber 99.15 \%. Die Identifizierung der Proteine mittels Massenspektroskopie ergab, dass es sich bei den 37 - 45 kDa Banden um Isoformen oder posttranslational modifizierte Formen des GFAP (glial fibrillary acidic protein), einem Bestandteil von Neurofilamenten v.a. in Astrozyten handelt. Außerdem wurde Fructose-Bisphosphate Aldolase A und Aspartat-Aminotransferase (mitochondriale Isoform 1 Vorl{\"a}ufer), beides Proteine des Kohlenhydrat-Stoffwechsels und der Glykolyse, als weitere Proteine mit ebenfalls 45 kDa identifiziert. Bei dem identifizierten Protein mit dem Molekulargewicht von 160 kDa handelt es sich wahrscheinlich um Dihydropyrimidinase-related protein 2, wie GFAP ebenfalls bei der Bildung des Zytoskeletts beteiligt. Diskussion: Autoantik{\"o}rper gegen Gehirnantigene sind ein physiologisches Ph{\"a}nomen, das unabh{\"a}ngig von dem Vorliegen einer neurologischen Erkrankung besteht. Gehirnareale, die bei Parkinson besonders stark gesch{\"a}digt werden, werden von dieser humoralen Autoimmunantwort besonders stark erkannt. Eine vor{\"u}bergehende Permeabilisierung der Blut-Hirn-Schranke durch Infektion oder Trauma k{\"o}nnte den Zutritt der Autoantik{\"o}rper zum Gehirn erlauben und so autoreaktive Prozesse in Gang setzen und zum Untergang dopaminerger Neuronen f{\"u}hren. Bei den identifizierten Proteinen handelt es sich um grundlegende Bestandteile eukaryotischer Zellen, was die Hypothese eines Art Beseitigungsmechanismus der Autoantik{\"o}rper und damit die Aufgabe der Aufrechterhaltung der Hom{\"o}ostase darstellen k{\"o}nnte. Bei m{\"a}nnlichen PD Patienten wird die 45 kDa Bande signifikant weniger stark von Auto-IgGs erkannt; dieser Mechanismus k{\"o}nnte somit in den m{\"a}nnlichen PD-Patienten vermindert sein. Als Folge w{\"a}re die Ablagerung von Zelltr{\"u}mmern im Gehirn vorstellbar, die dann auch langfristig eine Angriffsfl{\"a}che f{\"u}r Autoimmunprozesse mit dem Verlust dopaminerger Neuronen bieten k{\"o}nnte.},
  subject      = {Parkinson-Krankheit},
  language  = {de}
}