@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}
}
@article{GschmackMonoranuMaroufetal.2022,
  author    = {Gschmack, Eva and Monoranu, Camelia-Maria and Marouf, Hecham and Meyer, Sarah and Lessel, Lena and Idris, Raja and Berg, Daniela and Maetzler, Walter and Steigerwald, Frank and Volkmann, Jens and Gerlach, Manfred and Riederer, Peter and Koutsilieri, Eleni and Scheller, Carsten},
  title     = {Plasma autoantibodies to glial fibrillary acidic protein (GFAP) react with brain areas according to Braak staging of Parkinson's disease},
  series = {Journal of Neural Transmission},
  volume    = {129},
  journal   = {Journal of Neural Transmission},
  number    = {5-6},
  doi       = {10.1007/s00702-022-02495-4},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-325161},
  pages     = {545-555},
  year      = {2022},
  abstract  = {Idiopathic Parkinson's disease (PD) is characterized by a progredient degeneration of the brain, starting at deep subcortical areas such as the dorsal motor nucleus of the glossopharyngeal and vagal nerves (DM) (stage 1), followed by the coeruleus-subcoeruleus complex; (stage 2), the substantia nigra (SN) (stage 3), the anteromedial temporal mesocortex (MC) (stage 4), high-order sensory association areas and prefrontal fields (HC) (stage 5) and finally first-order sensory association areas, premotor areas, as well as primary sensory and motor field (FC) (stage 6). Autoimmunity might play a role in PD pathogenesis. Here we analyzed whether anti-brain autoantibodies differentially recognize different human brain areas and identified autoantigens that correlate with the above-described dissemination of PD pathology in the brain. Brain tissue was obtained from deceased individuals with no history of neurological or psychiatric disease and no neuropathological abnormalities. Tissue homogenates from different brain regions (DM, SN, MC, HC, FC) were subjected to SDS-PAGE and Western blot. Blots were incubated with plasma samples from 30 PD patients and 30 control subjects and stained with anti-IgG antibodies to detect anti-brain autoantibodies. Signals were quantified. Prominent autoantigens were identified by 2D-gel-coupled mass spectrometry sequencing. Anti-brain autoantibodies are frequent and occur both in healthy controls and individuals with PD. Glial fibrillary acidic protein (GFAP) was identified as a prominent autoantigen recognized in all plasma samples. GFAP immunoreactivity was highest in DM areas and lowest in FC areas with no significant differences in anti-GFAP autoantibody titers between healthy controls and individuals with PD. The anti-GFAP autoimmunoreactivity of different brain areas correlates with the dissemination of histopathological neurodegeneration in PD. We hypothesize that GFAP autoantibodies are physiological but might be involved as a cofactor in PD pathogenesis secondary to a leakage of the blood-brain barrier.},
  language  = {en}
}