@phdthesis{Gruener2023, author = {Gr{\"u}ner, Julia}, title = {Pathogenesis of anti-paranodal autoantibodies in peripheral neuropathies}, doi = {10.25972/OPUS-24865}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-248655}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {Autoantibodies against proteins of the node of Ranvier have been identified in a subset of patients with chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy (CIDP). Main antigens targeted by autoantibodies are the paranodal proteins contactin 1 (CNTN1), neurofascin (NF) 155 or contactin associated protein (Caspr) as well as the nodal NF186. Several studies investigated the role of anti-paranodal autoantibodies in the pathophysiology of CIDP leading to the current knowledge that immunoglobulin G (IgG)4 deposition leads to detachment of myelin from the axon at the paranodes. However, many questions remain unsolved. Thus, autoantibodies against NF155 have been well studied and their pathogenicity has been proven in an animal model in vivo. However, in some patients, autoantibodies against all isoforms of NF are detectable. These anti-pan-NF autoantibodies occur more rarely and lead to a very severe clinical phenotype. As the pathogenesis of patient-derived autoantibodies against pan-NF has never been investigated in vivo before, we used an animal model to study the effect of acute exposure to anti-pan-NF IgG3 by intraneural injections to the rat sciatic nerve. In addition, we used anti-NF155 IgG4 from a seropositive patient. Behavioral testings as well as nerve conduction studies did not re- veal any deficits after injected neither for anti-NF155 nor for anti-pan-NF autoantibodies. This leads to the suspicion that the disease is more likely induced by a chronic process. A common symptom in patients with anti-CNTN1 associated neuropathy is sensory ataxia and therefore, an involvement of dorsal root ganglia (DRGs) is hypothesized. We show that sera from anti-CNTN1 positive patients specifically bind to DRG neurons in vitro and reduce surface expression of CNTN1. This is most probably due to internalization mediated by coexisting IgG3 although IgG4 is the predominant subclass of autoantibodies. As it is known that CNTN1 interacts with the β1 subunit of specific sodium channels we analyzed channel expression and sodium currents of DRG neurons after incubation with anti-CNTN1 positive patients' sera. We identified reduced sodium currents after long-term treatment with patients' material although surface channel expression remained stable. We therefore concluded that CNTN1 might influence channel properties indirectly through auxiliary β1 subunits. Moreover, we suggest an involvement of DRG neurons in the pathogenesis of anti-CNTN1 associated CIDP as medium-large size neurons are more affected than small neurons. However, the exact mechanism of how anti-CNTN1 autoantibodies influence sodium channels should be subject of further studies. Furthermore, preliminary results indicate that the epitope for anti-CNTN1 autoantibodies from seropositive patients might be associated with distinct clinical features. We could show that autoantibodies might be either directed against a conformational epitope as binding is prevented after deletion of the first immunoglobulin (Ig) domain of CNTN1 or against the fibronectin type III (FnIII) domains. Strikingly, both patients with FnIII do- main specificity had very high titers of anti-CNTN1 autoantibodies and a chronic disease progression, whereas patients binding to a conformational epitope or to the Ig domains are related to a relapsing-remitting or even monophasic disease course. However, these results need to be further confirmed before a clear statement can be made. In conclusion, the present study contributes to elucidate the pathogenesis of peripheral neuropathies associated with anti-paranodal autoantibodies. However, further studies are required including a higher number of patients as well as considering effects on structures like DRGs besides the node of Ranvier to fully understand the disease mechanisms.}, subject = {Autoantik{\"o}rper}, language = {en} } @phdthesis{Hartmannsberger2021, author = {Hartmannsberger, Beate}, title = {The pathogenicity and origin of auto-antibodies in chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy and the identification of cutaneous biomarkers in Charcot-Marie-Tooth 1A patients}, doi = {10.25972/OPUS-21145}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-211451}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Peripheral neuropathies can severely affect patients. Causes for the disease are diverse but can be classified into two main groups, acquired and hereditary. Examples for these two types are chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy (CIDP) and Charcot-Marie-Tooth disease type 1A (CMT1A). CIDP has an estimated prevalence of about 1-9:100 000. In this pathogenetically hetereo- geneous patient group about 5-10\% show auto-antibodies against the node of Ranvier and present with distinct symptoms. Treatment with rituximab - a monoclonal antibody that deletes CD20 + B cells - has been shown to be effective in a majority of auto-antibody as- sociated CIDP cases. This suggests that B cells and the produced auto-antibodies might be pathogenic. Previous studies delivered evidence that auto-antibodies alone can induce nerve damage. In this study, the aim was to investigate the pathomechanism of auto-antibodies in vivo and their exact origin: For the analysis of the pathogenicity of auto-antibodies, passive transfer experiments on Lewis rats were performed with whole IgG from a patient with anti-contactin-1 (CNTN1) IgG4 auto-antibodies. IgG was infused through an intrathe- cal catheter targeting the thoracic/lumbar region of the spine over a long-term, 3-week period. In a previous study of our group, the IgG from the same patient has been re- ported to have mild pathogenic effects when applied intraneurally into the sciatic nerve of Lewis rats. In this study however, binding of auto-antibodies to nerve roots could not be detected. Neither evaluation of electrophysiological properties after the injection period nor motor and sensory skills tested throughout the injection period showed differences when compared to animals infused with control IgG. This suggests that in the chronic intrathecal protocol anti-CNTN1 auto-antibodies did not have a pathogenic effect. In peripheral blood, four B cell subsets capable to produce antibodies were previously described: memory B cells, plasmablasts (PBs), B1 cells and CD20 + CD38 hi cells. For the identification of the B cell subsets that produce auto-antibodies, purification and sort protocols as well as an enzyme-linked immuno spot (ELISpot) assay for IgG and IgM were established successfully. Since unstimulated B cell subsets produced very small amounts of IgG and IgM, peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were stimulated with IL-2 and R848 for 72 h prior to sorting. While the memory B cell frequency decreased after stimulation, the frequency of CD20 + CD38 hi cells increased and the overall number of antibody-secreting cells was increased. When stimulating patient PBMCs for 10 days though, detection of anti-neurofascin-155 (NF155) auto-antibodies in supernatants by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was possible in two out of three patient samples. Even though cell sorting was feasible after 10 days of stimulation, detection of auto-antibodies could not be accomplished using antigen-specific ELISpot. Although the implementation of the cell sorting and purification protocol was successful, further adjustments of the antigen-specific ELISpot need to be performed. However, we could show that after 10 days of stimulation auto-antibody detection is possible by ELISA which helps to pre-screen if patient PBMC contain auto-reactive B cells. CMT1A has an estimated prevalence of 1:5000 and is caused by a duplication of the peripheral myelin protein 22 kDa (PMP22) gene. Patients suffer from distal weakness and muscle wasting leading even to wheelchair-dependency in some cases. Although different treatment options for CMT1A have been tested in previous clinical trials, none of them have been successful. In this study, the aim was to identify objective and reproducible outcome measures that assess the actual nerve damage in a large cohort of CMT1A patients by analyzing a series of parameters. Glabrous skin samples were collected from 48 CMT1A, 7 CIDP and 16 small fiber neuropathy patients and 45 healthy controls. 40-µm cryosections from the lateral part of the index finger were double-labeled using immunoflu- orescence to investigate cutaneous innervation. The disease severity which was assessed using the Charcot-Marie-Tooth Neuropathy Score version 2 (CMTNSv2) and ranged between mild to severe (3-27) correlated with age in CMT1A patients. Furthermore, the intraepidermal nerve fiber density (IENFD) was reduced in CMT1A patients in comparison to controls and correlated negatively with the disease severity. In controls however, the IENFD correlated inversely with age. Meissner corpuscle density tended to be reduced and correlated inversely with age in CMT1A patients. This was not observed in healthy controls though. Compared to controls, Merkel cell density was also reduced in CMT1A, while the fraction of denervated Merkel cell was increased and correlated with age. Further differences were revealed concerning the node of Ranvier. Paranodes were shortened and the fraction of long nodes was decreased in CMT1A patients compared to controls. These data suggest that the IENFD, the Meissner corpuscle and Merkel cell densities are possible candidates for outcome measures as they are associated with disease severity or age of patients. However, a reliable statement about the suitability as a marker for disease progression can not be made in this study since only six CMT1A patients agreed to give a follow-up biopsy two years later.}, language = {en} } @article{DopplerSchusterAppeltshauseretal.2019, author = {Doppler, Kathrin and Schuster, Yasmin and Appeltshauser, Luise and Biko, Lydia and Villmann, Carmen and Weishaupt, Andreas and Werner, Christian and Sommer, Claudia}, title = {Anti-CNTN1 IgG3 induces acute conduction block and motor deficits in a passive transfer rat model}, series = {Journal of Neuroinflammation}, volume = {16}, journal = {Journal of Neuroinflammation}, number = {73}, doi = {10.1186/s12974-019-1462-z}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-200476}, year = {2019}, abstract = {Background: Autoantibodies against the paranodal protein contactin-1 have recently been described in patients with severe acute-onset autoimmune neuropathies and mainly belong to the IgG4 subclass that does not activate complement. IgG3 anti-contactin-1 autoantibodies are rare, but have been detected during the acute onset of disease in some cases. There is evidence that anti-contactin-1 prevents adhesive interaction, and chronic exposure to anti-contactin-1 IgG4 leads to structural changes at the nodes accompanied by neuropathic symptoms. However, the pathomechanism of acute onset of disease and the pathogenic role of IgG3 anti-contactin-1 is largely unknown. Methods: In the present study, we aimed to model acute autoantibody exposure by intraneural injection of IgG of patients with anti-contacin-1 autoantibodies to Lewis rats. Patient IgG obtained during acute onset of disease (IgG3 predominant) and IgG from the chronic phase of disease (IgG4 predominant) were studied in comparison. Results: Conduction blocks were measured in rats injected with the "acute" IgG more often than after injection of "chronic" IgG (83.3\% versus 35\%) and proved to be reversible within a week after injection. Impaired nerve conduction was accompanied by motor deficits in rats after injection of the "acute" IgG but only minor structural changes of the nodes. Paranodal complement deposition was detected after injection of the "acute IgG". We did not detect any inflammatory infiltrates, arguing against an inflammatory cascade as cause of damage to the nerve. We also did not observe dispersion of paranodal proteins or sodium channels to the juxtaparanodes as seen in patients after chronic exposure to anti-contactin-1. Conclusions: Our data suggest that anti-contactin-1 IgG3 induces an acute conduction block that is most probably mediated by autoantibody binding and subsequent complement deposition and may account for acute onset of disease in these patients. This supports the notion of anti-contactin-1-associated neuropathy as a paranodopathy with the nodes of Ranvier as the site of pathogenesis.}, language = {en} } @phdthesis{Appeltshauser2018, author = {Appeltshauser, Luise Theresia}, title = {Detektion und Charakterisierung von Autoantik{\"o}rpern gegen paranodale Proteine bei Patienten mit inflammatorischer Polyneuropathie}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-169457}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {K{\"u}rzlich wurden bei immunvermittelten Neuropathien Autoantik{\"o}rper gegen Proteine des paranodalen axoglialen Komplexes beschrieben. Deren Charakteristika, Pr{\"a}valenzen, pathophysiologische Relevanz sowie Bedeutung f{\"u}r Diagnostik und Therapie sind jedoch noch nicht abschließend erforscht. In dieser Studie wurden daher Seren und Plasmapheresematerial (PE-Material) von 150 Patienten mit inflammatorischen Neuropathien, n{\"a}mlich 105 mit chronisch inflammatorischer demyelinisierender Polyneuropathie (CIDP), 21 mit Guillain- Barr{\´e}-Syndrom (GBS) und 24 mit multifokaler motorischer Neuropathie (MMN), welche etablierte diagnostische Kriterien der jeweiligen Krankheit erf{\"u}llen, sowie 74 Kontrollen mittels immunhistochemischen F{\"a}rbungen an murinen Zupfnervenpr{\"a}paraten und/oder ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) auf Autoantik{\"o}rper gegen die paranodalen Proteine Caspr, Contactin-1 und Neurofascin- 155 untersucht. Bei positivem Ergebnis wurde deren Spezifit{\"a}t mittels immunhistochemischen F{\"a}rbungen an transfizierten HEK (Human embryonic kidney)- 293-Zellen und Pr{\"a}inkubationsversuchen best{\"a}tigt. Es wurden die IgG-Subklassen und die Antik{\"o}rpertiter bestimmt und das Komplementbindungsverhalten unter Zugabe von intraven{\"o}sen Immunglobulinen (IVIG) mit zellbasierten und ELISA-basierten Methoden analysiert. Klinische Merkmale und das Therapieansprechen Antik{\"o}rper-positiver Patienten wurden ermittelt und mit den experimentellen Ergebnissen in Zusammenhang gesetzt. IgG-Autoantik{\"o}rper gegen Contactin-1 konnten bei vier Patienten mit CIDP nachgewiesen werden, IgG-Autoantik{\"o}rper gegen Caspr bei einem Patienten mit CIDP und einer Patientin mit GBS. Es konnten keine weiteren Autoantik{\"o}rper bei CIDP-Patienten, GBS-Patienten, MMN-Patienten oder bei den Kontrollen detektiert werden. Die Pr{\"a}valenz von Autoantik{\"o}rpern gegen axogliale paranodale Proteine liegt somit in dieser Studie bei jeweils 4,76\% bei CIDP und GBS und 0\% bei MMN. Die Antik{\"o}rper geh{\"o}rten bei Patienten in der akuten Erkrankungsphase (zwei der CIDP-Patienten mit Anti-Contactin-1-Autoantik{\"o}rpern und eine GBS-Patientin mit Anti-Caspr-Autoantik{\"o}rpern) haupts{\"a}chlich den Subklassen IgG1 und IgG3 an, bei Patienten in der chronischen Phase (zwei der CIDP-Patienten mit Anti-Contactin-1-Autoantik{\"o}rpern, ein CIDP-Patient mit Anti-Caspr-Autoantik{\"o}rpern) {\"u}berwog die Subklasse IgG4. Experimentell kam es zur Komplementbindung und -aktivierung abh{\"a}ngig vom Gehalt der Subklassen IgG1-3, nicht aber IgG4; diese konnte durch die Zugabe von IVIG dosisabh{\"a}ngig gemindert werden. Alle Autoantik{\"o}rper-positiven CIDP-Patienten zeigten einen GBS-artigen Beginn mit einer schweren motorischen Beteiligung. Anti-Contactin-1-positive Patienten kennzeichnete klinisch zus{\"a}tzlich das Vorkommen einer Ataxie und eines Tremors, Anti-Caspr-positive Patienten das Vorkommen starker neuropathischer Schmerzen. Elektrophysiologisch standen neben Hinweisen auf eine Leitungsst{\"o}rung Zeichen einer axonalen Sch{\"a}digung im Vordergrund. Als histopathologisches Korrelat lagen eine nodale Architekturst{\"o}rung und ein Axonverlust vor. Die Patienten zeigten nur in der Anfangsphase der Erkrankung ein Ansprechen auf IVIG. Bei drei CIDP-Patienten mit IgG4-Autoantik{\"o}rpern (zwei Patienten mit Anti-Contactin-1-Antik{\"o}rpern und ein Patient mit Anti-Caspr-Antik{\"o}rpern) wurde eine Therapie mit Rituximab durchgef{\"u}hrt. Diese f{\"u}hrte zu einer Titerreduktion und zur zeitgleichen klinischen und elektrophysiologischen Befundbesserung bei zwei Patienten. Die in dieser Arbeit angewandten Screeningmethoden f{\"u}hrten zum erfolgreichen Nachweis von Autoantik{\"o}rpern gegen paranodale axogliale Proteine. Die Patienten mit positivem Autoantik{\"o}rpernachweis definieren eine kleine Untergruppe mit {\"a}hnlichen klinischen Merkmalen im Kollektiv der Patienten mit inflammatorischen Polyneuropathien. Histopathologische Merkmale sowie das Therapieansprechen auf antik{\"o}rperdepletierende Therapie sprechen in Kombination mit den Ergebnissen weiterer Studien zu paranodalen Autoantik{\"o}rpern f{\"u}r eine pathogenetische Relevanz der Autoantik{\"o}rper. Mit einem charakteristischen, am Schn{\"u}rring ansetzenden Pathomechanismus k{\"o}nnten Neuropathien mit Nachweis von paranodalen Autoantik{\"o}rpern der k{\"u}rzlich eingef{\"u}hrten Entit{\"a}t der Nodo-Paranodopathien angeh{\"o}ren. Die Komplementaktivierung und das Therapieansprechen der Patienten auf IVIG stehen m{\"o}glicherweise in Zusammenhang mit der pr{\"a}dominanten IgG-Subklasse. Diese k{\"o}nnte auch in Bezug auf die Chronifizierung eine Rolle spielen. Der Nachweis von Autoantik{\"o}rpern gegen paranodale Proteine hat wohlm{\"o}glich in Zukunft direkte Konsequenzen auf das diagnostische und therapeutische Prozedere bei Patienten mit CIDP und GBS; weitere klinische und experimentelle Daten aus gr{\"o}ßeren, prospektiven Studien sind jedoch zum weiteren Verst{\"a}ndnis und zur Charakterisierung dieser Entit{\"a}t notwendig.}, subject = {Polyneuropathie}, language = {de} } @phdthesis{Nehring2003, author = {Nehring, Claudia}, title = {Sensitivit{\"a}t elektrophysiologischer Parameter bei der chronischen inflammatorischen demyelinisierenden Polyneuropathie (CIDP) in der Beurteilung des Langzeitverlaufes}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7659}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {Die Chronische Inflammatorische Demyelinisierende Polyneuropathie (CIDP) ist eine seltene autoimmune Erkrankung des peripheren Nervensystems. In der vorliegenden Dissertation wurden die Akten von 23 CIDP - Patienten der Neurologischen Klinik der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg aus dem Zeitraum von 1990 bis 1999 ausgewertet und die elektrophysiologischen Parameter sowohl mit den klinischen Befunden als auch mit den Biopsiebefunden in Beziehung gestellt. Folgende Schlussfolgerungen konnten gezogen werden : - In dem untersuchten Patientenkollektiv war die sensomotorische Form der CIDP mit {\"u}berwiegend motorischen Symptomen die h{\"a}ufigste Auspr{\"a}gungsform. Hingegen treten rein motorische und rein sensible Formen sehr selten auf. - Die Krankheit manifestierte sich {\"u}berwiegend an den distalen Extremit{\"a}ten. - Die oberen Extremit{\"a}ten waren selten und in keinem Fall isoliert betroffen. - Die systematische Auswertung des klinischen Schwergrades erfolgte anhand des Modifizierten Rankin Scores, der sowohl motorische als auch sensible Symptome ber{\"u}cksichtigt. Zus{\"a}tzlich erfolgte der Entwurf eines sensiblen Scores, bei dem die sensiblen Symptome der Patienten in Zahlenwerten ausgedr{\"u}ckt sind. - Der Vergleich des klinischen Schweregrades mit den neurophysiologischen Befunden ergab vier unterschiedliche Korrelationstypen, die von sehr enger Korrelation bis hin zu nur geringen {\"U}bereinstimmungen reichten. - Der Schwergrad der Beeintr{\"a}chtigung der Patienten war im Langzeitverlauf mit dem axonalen Verlust korreliert. Es fand sich eine gute Korrelation der Muskelsummenaktionspotentiale (CMAP) des Nervus medianus und des Nervus tibialis sowie der sensiblen Nervenaktionspotentiale (SNAP) des Nervus suralis mit dem Score. - Es ergab sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Amplitude des Nervus suralis NAP`s und dem Ausmaß des Axonverlustes, wohingegen zwischen der Nervenleitungsgeschwindigkeit des Nervus suralis und dem Axonverlust nur eine geringe Abh{\"a}ngigkeit besteht. - Der Grad der Demyelinisierung korrelierte mit der Anzahl der endoneuralen Makrophagen. - Zwischen der Nervenleitgeschwindigkeit des Nervus suralis und dem Grad der Demyelinisierung im Biopsat konnte keine eindeutige Abh{\"a}ngigkeit nachgewiesen werden. - Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Spontanaktivit{\"a}t im EMG und im Verlauf abnehmenden Nervenleitgeschwindigkeiten des Nervus medianus, der aber statistisch nicht signifikant ist. - Insbesondere ist die NLG- Abnahme in den ersten Wochen ein prognostisch ung{\"u}nstiges Zeichen. - Eine Analogie zwischen einer durch das EMG nachgewiesenen Spontanaktivit{\"a}t und der Amplitude des Nervus suralis besteht. - Zwischen den Amplituden der motorischen Summenaktionspotentiale des Nervus tibialis oder den Amplituden der sensiblen Nervenaktionspotentiale des Nervus suralis auf der einen Seite und dem Ausmaß der Spontanaktivit{\"a}t im EMG auf der anderen Seite bestehen erkennbare Korrelationen.}, language = {de} }