@phdthesis{Emmerich2020, author = {Emmerich, Christoph}, title = {Die Rolle der clathrin- und dynaminabh{\"a}ngigen Endozytose bei der Internalisation von anti-Amphiphysin-Autoantik{\"o}rpern im Falle des Stiff-Person-Syndroms, untersucht am Zellkulturmodell hippocampaler Neurone}, doi = {10.25972/OPUS-20936}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-209360}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {In dieser Arbeit wurde mit Hilfe von small-molecule Inhibitoren die Rolle von clathrin- und dynaminabh{\"a}ngigen Endozytosemechanismen bei der Aufnahme von anti-Amphiphysin-Autoantik{\"o}rpern am Zellkulturmodell prim{\"a}rer hippocampaler Neurone untersucht. Hierbei konnte eine Beeinflussung der Autoaantik{\"o}rperaufnahme durch die Intervention gezeigt werden. Außerdem erfolgte der Versuch der Etablierung eines siRNA knockdowns unter Zuhilfenahme unterschiedlicher Traansfektionsreaaagenzien.}, subject = {siRNA}, language = {de} } @phdthesis{Klein2021, author = {Klein, Thomas}, title = {Establishing an in vitro disease model for Fabry Disease using patient specific induced pluripotent stem cell-derived sensory neurons}, doi = {10.25972/OPUS-19970}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-199705}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Fabry disease (FD) is an X-linked lysosomal storage disorder caused by deficiency of the α-galactosidase A (GLA), leading to intracellular accumulations of globotriaosylceramide (Gb3). Acral burning pain, which can be triggered by heat, fever or physical activity is an early hallmark of FD and greatly reduces patients' quality of life. The pathophysiology of FD pain is unknown and research is hindered by the limited in vivo availability of suitable human biomaterial. To overcome this obstacle, we generated induced pluripotent stem cells (iPSC) from one female and two male patients with a differing pain phenotype, and developed a refined differentiation protocol for sensory neurons to increase reliability and survival of these neurons, serving as an in vitro disease model. Neurons were characterized for the correct neuronal subtype using immunocytochemistry, gene expression analysis, and for their functionality using electrophysiological measurements. iPSC and sensory neurons from the male patients showed Gb3 accumulations mimicking the disease phenotype, whereas no Gb3 depositions were detected in sensory neurons derived from the female cell line, likely caused by a skewed X-chromosomal inactivation in favor of healthy GLA. Using super-resolution imaging techniques we showed that Gb3 is localized in neuronal lysosomes of male patients and in a first experiment using dSTORM microscopy we were able to visualize the neuronal membrane in great detail. To test our disease model, we treated the neurons with enzyme replacement therapy (ERT) and analyzed its effect on the cellular Gb3 load, which was reduced in the male FD-lines, compared to non-treated cells. We also identified time-dependent differences of Gb3 accumulations, of which some seemed to be resistant to ERT. We also used confocal Ca2+ imaging to investigate spontaneous neuronal network activity, but analysis of the dataset proofed to be difficult, nonetheless showing a high potential for further investigations. We revealed that neurons from a patient with pain pain are more easily excitable, compared to cells from a patient without pain and a healthy control. We provide evidence for the potential of patient-specific iPSC to generate a neuronal in vitro disease model, showing the typical molecular FD phenotype, responding to treatment, and pointing towards underlying electrophysiological mechanisms causing different pain phenotypes. Our sensory neurons are suitable for state-of-the-art microscopy techniques, opening new possibilities for an in-depth analysis of cellular changes, caused by pathological Gb3 accumulations. Taken together, our system can easily be used to investigate the effect of the different mutations of GLA on a functional and a molecular level in affected neurons.}, subject = {Induzierte pluripotente Stammzelle}, language = {en} } @phdthesis{Wagemann2017, author = {Wagemann, Esther}, title = {Biopsiediagnostik von entz{\"u}ndlichen Polyneuropathien}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-155031}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Polyneuropathien sind Erkrankungen des peripheren Nervensystems. Die Erkrankung kommt geh{\"a}uft als Zweiterkrankungen bei anderen Prim{\"a}rerkrankungen vor, daher ist es schwierig, epidemiologische Angaben zu machen. {\"A}tiologisch lassen sich Polyneuropathien in f{\"u}nf große Gruppen einteilen: Heredit{\"a}re Polyneuropathien, entz{\"u}ndliche Polyneuropathien, vaskul{\"a}r bedingte Polyneuropathien, exotoxische Polyneuropathien und endotoxisch-metabolische Polyneuropathien. Die Differentialdiagnose der Polyneuropathie richtet sich nach dem zeitlichen Verlauf der Krankheit, dem betroffenen System und danach, ob prim{\"a}r die Axone oder die Markscheiden betroffen sind. F{\"u}r die Diagnosestellung einer Polyneuropathie werden Anamnese und klinischer Befund, elektrophysiologische Untersuchungen, Laboruntersuchungen, genetische Untersuchungen und die histopathologische Untersuchung herangezogen. Entscheidend f{\"u}r die Therapie ist es, die behandelbaren Polyneuropathien zu erkennen, hierunter u.a. die entz{\"u}ndlichen Formen. Die hierf{\"u}r entnommene Suralisbiopsie ist wegen ihrer invasiven Natur erst dann indiziert, wenn die Differentialdiagnose mit nicht-invasiven Maßnahmen nicht gekl{\"a}rt werden kann, sich aber eine Behandlungskonsequenz erwarten l{\"a}sst. Die exakte Diagnose setzt bei einigen Polyneuropathien eine neuropathologische Diagnostik voraus. Die Nervenbiopsie muss optimal aufbereitet und ausgewertet werden. Hierf{\"u}r stehen verschiedene F{\"a}rbe- und Aufbereitungsmethoden zur Verf{\"u}gung. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob anhand eines Schnellschnittes (d.h. Gefrier-Querschnitt des biopsierten Nerven mit H{\"a}matoxylin-Eosin gef{\"a}rbt) bereits Hinweise auf entz{\"u}ndliche Infiltrate als Zeichen einer Neuritis und damit einer therapiebed{\"u}rftigen und aber auch therapierbaren Neuropathie gefunden werden k{\"o}nnen. Anhand eines vordefinierten Schemas wurden die Biopsate in verblindeter Weise von einem Laien und einem erfahrenem Untersucher histologisch begutachtet und den entz{\"u}ndlichen/nicht entz{\"u}ndlichen Diagnosegruppen zugeordnet. Es wurde untersucht, ob die entz{\"u}ndlichen Ver{\"a}nderungen im H{\"a}matoxylin-Eosin-Gefrierschnitt so deutlich sind, dass auch ein Laienauswerter diese erkennen kann. Ebenso wurden die Untersuchungsergebnisse mittels H{\"a}matoxylin-Eosin- F{\"a}rbung an Gefrier- und Paraffinschnitten mit den Untersuchungsergebnissen mittels immunhistochemischer F{\"a}rbemethoden verglichen. Des weiteren wurde untersucht, ob bei histologisch gesicherter Entz{\"u}ndung klinische Einflussfaktoren ermittelt werden k{\"o}nnen, die auf die neuropathologische Diagnostik Auswirkung haben. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass sich die H{\"a}matoxylin-Eosin-F{\"a}rbung f{\"u}r eine erste und schnelle Diagnostik von entz{\"u}ndlichen Polyneuropathien als wertvoll erwies. Dies gilt f{\"u}r den erfahrenen und unerfahrenen Untersucher. Es zeigen sich keine klinischen Einflussfaktoren f{\"u}r die histopathologische Diagnosestellung. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass schon eine einfache F{\"a}rbemethode wie die H{\"a}matoxylin-Eosin-F{\"a}rbung an Gefrier-und Paraffinschnitten bei Polyneuropathie unklarer Genese hilfreich bei einer differenzierten Diagnosefindung sein kann.}, language = {de} } @phdthesis{Karl2017, author = {Karl, Franziska}, title = {The role of miR-21 in the pathophysiology of neuropathic pain using the model of B7-H1 knockout mice}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-156004}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {The impact of microRNA (miRNA) as key players in the regulation of immune and neuronal gene expression and their role as master switches in the pathophysiology of neuropathic pain is increasingly recognized. miR-21 is a promising candidate that could be linked to the immune and the nociceptive system. To further investigate the pathophysiological role of miR-21 in neuropathic pain, we assesed mice deficient of B7 homolog 1 (B7-H1 ko), a protein with suppressive effect on inflammatory responses. B7-H1 ko mice and wildtype littermates (WT) of three different age-groups, young (8 weeks), middle-aged (6 months), and old (12 months) received a spared nerve injury (SNI). Thermal withdrawal latencies and mechanical withdrawal thresholds were determined. Further, we investigated anxiety-, depression-like and cognitive behavior. Quantitative real time PCR was used to determine miR-21 relative expression in peripheral nerves, dorsal root ganglia and white blood cells (WBC) at distinct time points after SNI. Na{\"i}ve B7-H1 ko mice showed mechanical hyposensitivity with increasing age. Young and middle-aged B7-H1 ko mice displayed lower mechanical withdrawal thresholds compared to WT mice. From day three after SNI both genotypes developed mechanical and heat hypersensitivity, without intergroup differences. As supported by the results of three behavioral tests, no relevant differences were found for anxiety-like behavior after SNI in B7-H1 ko and WT mice. Also, there was no indication of depression-like behavior after SNI or any effect of SNI on cognition in both genotypes. The injured nerves of B7-H1 ko and WT mice showed higher miR-21 expression and invasion of macrophages and T cells 7 days after SNI without intergroup differences. Perineurial miR-21 inhibitor injection reversed SNI-induced mechanical and heat hypersensitivity in old B7-H1 ko and WT mice. This study reveals that reduced mechanical thresholds and heat withdrawal latencies are associated with miR-21 induction in the tibial and common peroneal nerve after SNI, which can be reversed by perineurial injection of a miR-21 inhibitor. Contrary to expectations, miR-21 expression levels were not higher in B7-H1 ko compared to WT mice. Thus, the B7-H1 ko mouse may be of minor importance for the study of miR-21 related pain. However, these results spot the contribution of miR-21 in the pathophysiology of neuropathic pain and emphasize the crucial role of miRNA in the regulation of neuronal and immune circuits that contribute to neuropathic pain.}, subject = {neuropathic pain}, language = {en} } @phdthesis{KissnergebStenger2018, author = {Kißner [geb. Stenger], Stefanie Martina}, title = {Morphologische Untersuchungen an Myoblasten von Patienten, die an facioscapulohumeraler Muskeldystrophie (FSHD) leiden}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-156676}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {Die autosomal-dominant vererbte facioscapulohumerale Muskeldystrophie (FSHD) ist mit einer Pr{\"a}valenz von etwa 1:20.000 die dritth{\"a}ufigste Form der heredit{\"a}ren Myopathien. Erste Beschwerden werden meist in der zweiten Lebensdekade beobachtet. Betroffen sind vor allem die Muskulatur von Gesicht, Schultern, Oberarmen, die Fußhebermuskulatur und die Muskeln des H{\"u}ftg{\"u}rtels. FSHD wird durch einen Gendefekt ausgel{\"o}st, der den langen Arm des Chromosoms vier (4q35) betrifft, wobei es zur teilweisen Deletion des polymorphen Abschnitts D4Z4, der f{\"u}r das Protein DUX4 codiert, kommt. Dabei treten unter anderem St{\"o}rungen in der DUX4-Expression, Ver{\"a}nderungen der myogenen Genexpression, eine Unterdr{\"u}ckung der Muskelzelldifferenzierung und eine Inhibition der Muskelbildung auf. FSHD und eine andere Form der Muskeldystrophie, die Emery-Dreifuss-Muskeldystrophie (EDMD), zeigen trotz unterschiedlicher genetischer Ursachen ph{\"a}notypisch {\"A}hnlichkeiten in der Auspr{\"a}gung der Erkrankungen. In fr{\"u}heren Studien zeigte die Kernh{\"u}lle von EDMD-Myoblasten morphologische Auff{\"a}lligkeiten. In anderen Untersuchungen waren morphologische Ver{\"a}nderungen der Mitochondrien von FSHD-Patienten festzustellen. Daher wurden elektronenmikroskopische Untersuchungen der Kernh{\"u}lle und der Mitochondrien von FSHD-Myoblasten durchgef{\"u}hrt und mit der entsprechenden Kontrolle verglichen. Hierf{\"u}r wurden drei verschiedene Zelllinien-Paare in unterschiedlichen Passagen, das heißt unterschiedlicher Anzahl an Subkultivierungen, eingesetzt, wobei in den h{\"o}heren Passagen vermehrt morphologische Atypien beobachtet werden konnten. Die eingesetzten Zelllinien differenzieren sich durch verschiedene Parameter wie beispielsweise Alter und Geschlecht der Patienten. Dabei zeigten sich sowohl zwischen den Kontrollzellen als auch zwischen den FSHD-Myoblasten Unterschiede. Im Rahmen der Probenvorbereitung f{\"u}r die Elektronenmikroskopie kamen zwei verschiedene Fixierungsmethoden zum Einsatz: die konventionelle chemische Fixierung, Entw{\"a}sserung und Flacheinbettung von Kulturzellen und die Hochdruckgefrierung mit anschließender Gefriersubstitution. In Bezug auf die Qualit{\"a}t des Strukturerhalts, die beim Hochdruckgefrieren erreicht wird, wird dieser Art der Fixierung eine {\"U}berlegenheit gegen{\"u}ber allen anderen Verfahren zugeschrieben. Diese allgemeine Aussage kann nicht vollst{\"a}ndig auf die Untersuchungen an den Myoblasten {\"u}bertragen werden. F{\"u}r die Untersuchung der Kernmembranen sind beide Methoden geeignet, wobei der Abstand zwischen innerer und {\"a}ußerer Kernmembran nach der HPF-Fixierung sch{\"a}rfer abgebildet wurde. Bei der Darstellung der Mitochondrien zeigten die elektronenmikroskopischen Aufnahmen nach dem Hochdruckgefrieren bessere und sch{\"a}rfere Ergebnisse. Die Kernporen waren bei beiden Fixierungsmethoden gut erkennbar. Beim Vergleich der gesunden und erkrankten Myoblasten wiesen die Kontrollzellen deutlich weniger Auff{\"a}lligkeiten auf als die Myoblasten von FSHD-Patienten. Innere und {\"a}ußere Kernmembran verliefen bei den Kontrollzellen meist parallel und die Mitochondrien zeigten in den meisten F{\"a}llen eine typische wurmartige, l{\"a}ngliche Form mit Cristae. Dies traf sowohl f{\"u}r die konventionelle Fixierung als auch f{\"u}r das Hochdruckgefrieren zu. Die erkrankten Myoblasten wiesen im Vergleich zur Kontrolle bei beiden Fixierungsmethoden deutliche Auff{\"a}lligkeiten in der Mitochondrien-Morphologie auf. Neben einer oft großen Variationsbreite hinsichtlich Form und L{\"a}nge war auch das teilweise Fehlen der Cristae festzustellen. Bei Betrachtung der Kernh{\"u}lle fielen jedoch deutliche Unterschiede zwischen konventioneller und HPF-Fixierung auf. Die {\"a}ußere Kernmembran der konventionell fixierten FSHD-Myoblasten verlief unregelm{\"a}ßig und gewellt. Im Gegensatz dazu wies die Kernh{\"u}lle der HPF-fixierten erkrankten Myoblasten einen erstaunlich parallelen Verlauf auf. Da bei EDMD in vorangegangenen Untersuchungen auch fluoreszenzmikroskopisch Ver{\"a}nderungen der erkrankten Zellen auff{\"a}llig waren, wurde neben den Methoden der Elektronenmikroskopie das Vorliegen und die Verteilung verschiedener Proteine in FSHD-Myoblasten mittels indirekter Immunfluoreszenz untersucht und mit den Kontrollzellen verglichen. Zur Beurteilung der Kernh{\"u}lle wurden Antik{\"o}rper gegen Lamin A/C und Nukleoporine eingesetzt. Die Mitochondrien wurden mithilfe des Antik{\"o}rpers ANT1/2, der an den Adenin-Nukleotid-Translokator der inneren Mitochondrienmembran bindet, untersucht. Im Gegensatz zu den Untersuchungen an EDMD-Myoblasten waren die Lamine A und C sowie die Kernporen sowohl bei den Myoblasten der FSHD-Patienten als auch bei den Kontrollzellen nachweisbar und gleichm{\"a}ßig verteilt. Bei der indirekten Immunfluoreszenz mit ANT1/2 zeigten sich Unterschiede zwischen den untersuchten Myoblasten-Paaren. Durch die vorliegenden Ergebnisse ist darauf zu schließen, dass die Myoblasten von FSHD-Patienten Ver{\"a}nderungen Mitochondrien aufweisen. Die Untersuchungen der Kernh{\"u}lle liefern abh{\"a}ngig von der Fixierungsmethode unterschiedliche Ergebnisse.}, subject = {Landouzy-D{\´e}jerine-Atrophie}, language = {de} } @phdthesis{ReichertgebFlorescu2018, author = {Reichert [geb. Florescu], Christiane Katharina}, title = {Die Kardiomyopathie in der Friedreich-Ataxie}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-157374}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {Die Friedreich-Ataxie ist eine autosomal-rezessiv vererbte neurodegenerative Erkrankung, die sich meistens vor dem 20. Lebensjahr manifestiert. Der Erkrankung liegt eine GAA-Trinukleotid-Expansion im FXN-Gen (Chromosom 9q13) zu Grunde. Diese Mutation f{\"u}hrt zu einer verminderten Bildung von Frataxin, wodurch es zur Eisenanreicherung in den Mitochondrien kommt. Diese Eisenakkumulation f{\"u}hrt zu oxidativem Stress und mitochondrialer Dysfunktion, die sich vor allem in Gewebe mit einem hohen Anteil an Mitochondrien, wie z.B. Nerven- und Herzgewebe, findet. Die neurologischen Symptome (Ataxie, Dysarthrie, Areflexie und Sensibilit{\"a}tsst{\"o}rungen) manifestieren sich meist w{\"a}hrend der Pubert{\"a}t und verschlechtern sich im Verlauf, sodass die meisten Patienten bereits vor Erreichen des 30. Lebensjahres an den Rollstuhl gebunden sind. Die neurologische Beteiligung ist bereits gut beschrieben und wird am besten durch den ICARS Score dargestellt. Neben der neurologischen Beteiligung leiden die Patienten an einer hypertrophen Kardiomyopathie und Diabetes mellitus. Die hypertrophe Kardiomyopathie verl{\"a}uft, wie auch die neurologische Beteiligung, progredient und ist die h{\"a}ufigste Todesursache bei Patienten mit Friedreich-Ataxie. Die kardiale Beteiligung, deren Auspr{\"a}gung sehr variabel ist, wurde bisher noch nicht gut erforscht. 2012 wurde in einer Studie ein Algorithmus vorgeschlagen, um die Kardiomyopathie in der Friedreich-Ataxie zu beurteilen. Diese Studie, deren Einteilung vor allem auf der echokardiographischen Morphologie und der globalen linksventrikul{\"a}ren Funktion basiert, ist eine Querschnittsstudie und daher nicht geeignet, um den Verlauf der Erkrankung zu beschreiben. Von anderen hypertrophen Kardiomyopathien weiß man, dass Auff{\"a}lligkeiten im EKG, Myokardfibrose (dargestellt durch kardiales MRT mit LE-Darstellung) und kardiale Biomarker entscheidend sind, um das Stadium der Herzbeteiligung zu beschreiben. Es wurden 32 Patienten (Alter 33 ± 13) mit molekulargenetisch best{\"a}tigter Friedreich-Ataxie untersucht. Alle Patienten erhielten ein Ruhe-EKG, ein Langzeit-EKG, ein Belastungs-EKG, eine Langzeitblutdruckmessung, eine Echokardiographie mit Speckle Tracking, eine kardiale MRT mit LE als Marker f{\"u}r myokardiale Fibrose und eine Messung von hsTNT. Zus{\"a}tzlich wurden die morphologischen Parameter der Echokardiographie retrospektiv mit vor f{\"u}nf Jahren erhobenen Befunden verglichen. Basierend auf Kriterien, die die EF (< 55 \%), die linksventrikul{\"a}re enddiastolische Dicke der Hinterwand (LVPWD ≥ 11 mm), myokardiale Fibrose im kardialen MRT, hsTNT ≥ 14 ng/ml und/oder negative T-Wellen beinhalten, konnte bei nahezu allen (bis auf zwei Patienten) eine Kardiomyopathie nachgewiesen werden (94 \%). Diesen Kriterien zu Grunde liegend schlagen wir die folgende Einteilung vor: a) early Cardiomyopathy (n=5, 16 \%; nur negative T-Wellen) b) intermediate Cardiomyopathy (n=4, 12 \%; negative T-Welle mit linksventrikul{\"a}rer Hypertrophie aber ohne myokardiale Fibrose) c) severe Cardiomyopathy (n=13, 41 \%; myokardiale Fibrose mit erh{\"o}htem hsTNT) d) end-stage Cardiomyopathy (n=8, 25 \%; EF < 55 \%). Alle Patienten mit end-stage Cardiomyopathy weisen Fibrose im kardialen MRT, negative T-Wellen im EKG, deutlich erh{\"o}hte hsTNT-Werte und eine Abnahme der linksventrikul{\"a}ren Wanddicke in den letzten f{\"u}nf Jahren auf (von 10,7 ± 1,2 mm auf 9,5 ± 1,3 mm, p = 0,025). Zus{\"a}tzlich hatten 38 \% (n=3) dieser Patienten supraventrikul{\"a}re Tachykardien im Langzeit-EKG. Eine umfassende kardiale Untersuchung wird bei fast allen Friedreich-Ataxie-Patienten eine Kardiomyopathie zeigen, mit Auff{\"a}lligkeiten im Ruhe-EKG als fr{\"u}hestes Zeichen. Fortgeschrittene Stadien sind durch erh{\"o}htes hsTNT und myokardiale Fibrose charakterisiert. Die myokardiale Fibrose f{\"u}hrt zum R{\"u}ckgang der linksventrikul{\"a}ren Hypertrophie, zur Reduzierung der globalen myokardialen Funktion und zu elektrischer Instabilit{\"a}t. Unter Ber{\"u}cksichtigung aller genannten Ergebnisse empfiehlt diese Studie bei Patienten mit Friedreich-Ataxie mindestens einmal eine Untersuchung mit hochentwickelter Bildgebung, Elektrokardiographie und Biomarkern im Blut durchzuf{\"u}hren.}, subject = {Friedreich-Ataxie}, language = {de} } @phdthesis{Hose2018, author = {Hose, Dorothea Anna Elisabeth}, title = {Charakterisierung von Spinalganglienneuronen im alpha-Galaktosidase A-defizienten Maus-Modell des M. Fabry}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-163233}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {M. Fabry ist eine X-chromosomale, lysosomale Speicherkrankheit, die aufgrund einer Mutation im f{\"u}r das Enzym αGalaktosidase A (αGalA)-kodierenden Gen GLA, zu einer vollst{\"a}ndig fehlenden oder verminderten Expression von αGalA f{\"u}hrt. Aufgrund ubiquit{\"a}rer Ablagerungen von Globotriaosylceramid 3 (Gb3) kommt es zu einer progressiven Multiorganerkrankung sowie der Entwicklung einer small-fiber Neuropathie (SFN). Der Pathomechanismus des Fabry-assoziierten Schmerzes blieb trotz Entwicklung eines αGalA-defizienten Mausmodells (Fabry-ko-Maus) durch Ohshima et al. bisher weitgehend ungekl{\"a}rt. Ziel der vorliegenden Arbeit war die systematische Charakterisierung des Fabry-ko-Mausmodells hinsichtlich Schmerz-assoziierten Verhaltens und Expression Schmerz-assoziierter Ionenkan{\"a}le in Spinalganglienneuronen. Hierzu wurden insgesamt 42 drei Monate und 41 12 Monate alte m{\"a}nnliche und weibliche Fabry-ko-M{\"a}use und ihre gleichaltrigen Wurfgeschwister untersucht. Die Verhaltenstestungen beinhalteten einen von Frey-, einen Hargreaves- sowie einen „Cold"-Test zur Evaluation der mechanischen und thermischen R{\"u}ckzugslatenz. Weiterhin erfolgten die Analyse der intraepidermalen Nervenfaserdichte (IENFD) in Fußsohlen der M{\"a}use sowie eine H.E.-F{\"a}rbung von Spinalganglien zur Untersuchung morphologischer Ver{\"a}nderungen der Neurone. Zus{\"a}tzlich folgten immunhistochemische und molekulargenetische Untersuchungen des Gb3-Rezeptors (CD77), des transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1)-Kanals, des spannungsgesteuerten Natrium-Kanals 1.8 (Nav1.8), des Calcitonin Gene related peptide (CGRP), des Neurofilaments 200 (NF200) sowie von Isolectin B4 (IB4) an kryokonservierten und kultivierten Spinalganglienneuronen. In Verhaltenstestungen konnten eine {\"U}berempfindlichkeit gegen{\"u}ber mechanischen und Hitze-Stimuli sowie ein vermindertes K{\"a}lteempfinden festgestellt werden. Es zeigte sich eine reduzierte IENFD in Fußsohlen sowie eine Vergr{\"o}ßerung der neuronalen Fl{\"a}che in Spinalganglien von Fabry-ko-M{\"a}usen. Die immunhistochemischen Untersuchungen ergaben eine erh{\"o}hte CD77- und TRPV1-Immunreaktivit{\"a}t sowie eine erniedrigte NF200-Immunreaktivit{\"a}t in Fabry-ko-M{\"a}usen; Untersuchungen hinsichtlich der Immunreaktivit{\"a}t von Nav1.8 ergaben keine Unterschiede. Molekulargenetisch konnte neben einer verminderten Nav1.8-Expression in jungen Fabry-ko-M{\"a}usen keine Unterschiede festgestellt werden. Die Ergebnisse der Verhaltenstestungen sowie die verminderte IENFD bei Fabry-ko-M{\"a}usen entsprechen klinischen Befunden bei Fabry-Patienten. Erstmals konnte in dieser Arbeit eine Vergr{\"o}ßerung der Neuronenfl{\"a}che in Fabry-ko-M{\"a}usen quantitativ nachgewiesen und eine vermehrte Immunreaktivit{\"a}t von TRPV1 und CD77 festgestellt werden. Bei fehlendem Nachweis eines geschlechtsspezifischen Unterschieds der Ergebnisse, konnte ein Einfluss des weiblichen Geschlechts auf den Ph{\"a}notyp des M. Fabry ausgeschlossen werden.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass die von Oshima et al. entwickelte Fabry-ko-Maus ein suffizientes Model zur Erforschung des M. Fabry darstellt. Weiterhin r{\"u}cken sie TRPV1 und spannungsgesteuerte Natriumkan{\"a}le weiter in den Fokus der Untersuchung Fabry-assoziierten Schmerzes und k{\"o}nnen aufgrund der hohen Anzahl an Versuchstieren und dem Vergleich mit Wurfgeschwistern als Grundlage f{\"u}r weitere Studien dienen.}, subject = {Fabry-Krankheit}, language = {de} } @phdthesis{Weis2018, author = {Weis, Jessica}, title = {Innervation von Schweißdr{\"u}sen bei Patienten mit Morbus Parkinson}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-161505}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, pages = {97}, year = {2018}, abstract = {Die Forschung auf dem Gebiet der Parkinson-Erkrankung erlebt einen großen Wandel. Eindeutig ist mittlerweile, dass es zu kurz gefasst w{\"a}re diese Erkrankung auf die motorischen Symptome zu beschr{\"a}nken. In den letzten Jahren wurde durch intensive Forschung bewiesen, dass der idiopathische M. Parkinson eine multisystemische Erkrankung ist, welche verschiedene Teile des Nervensystems betreffen kann. Um die zugrundeliegende Pathophysiologie und die Beteiligung des autonomen Nervensystems bei M. Parkinson n{\"a}her zu untersuchen, wurden f{\"u}r diese Studie 30 Patienten mit idiopathischem M. Parkinson, 19 Patienten mit atypischem Parkinsonsyndrom und 30 gesunde Probanden am Universit{\"a}tsklinikum W{\"u}rzburg und an der Paracelsus-Elena-Klinik Kassel rekrutiert. Um Beeintr{\"a}chtigungen von groß-und kleinkalibrigen Nervenfasern einsch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen, wurden eine Neurografie des N. suralis sowie eine quantitativ sensorische Testung durchgef{\"u}hrt. Zur Bewertung einer m{\"o}glichen toxischen Komponente von Levodopa gegen{\"u}ber einer direkten Sch{\"a}digung peripherer Nerven durch p-α-Synuclein wurden am Vitamin B12 Stoffwechsel beteiligte Proteine im Blut bestimmt. Alle Patienten und Probanden erhielten Hautbiopsien an Unterschenkel, Oberschenkel, R{\"u}cken und Finger, um anschließend eine immunhistochemische Aufarbeitung der Pr{\"a}parate durchf{\"u}hren zu k{\"o}nnen. Einerseits wurde die Beteiligung somatosensibler Nervenfasern mithilfe der Ausz{\"a}hlung intraepidermaler Nervenfasern (PGP 9.5) bewertet. Andererseits wurden die Schweißdr{\"u}sen auf Pathologien der sympathischen Nervenfasern (VIP, TH, SP, CGRP) und der sudomotorischen Synapsen (SNCA, Synaptophysin, SNAP 25) untersucht. Weiterhin wurde versucht p-α-Synuclein, als Biomarker der Parkinson-Erkrankung, in der Haut nachzuweisen. Positive Ergebnisse konnten hinsichtlich pathologischer Prozesse an den Synapsen erzielt werden. Es zeigte sich sowohl eine Reduktion von nativem α-Synuclein (Unterschenkel, p=0,009 und R{\"u}cken, p=0,013), Synaptophysin (Unterschenkel, p=0,007) als auch SNAP 25 (Unterschenkel, p=0,023) an den untersuchten Schweißdr{\"u}sen der Patientengruppe. Bei der Untersuchung von SNAP 25 zeigte sich des Weiteren eine negative Korrelation zwischen der SNAP 25 Dichte im Unterschenkel und p-α-Synuclein (p=0,007). Bei der Suche nach p-α-Synuclein wurden beinahe 72\% der Parkinson-Patienten positiv getestet, wohingegen keiner der gesunden Probanden p-α-Synuclein in der Haut zeigte. Weiterhin konnte bei 75\% der positiv getesteten Patienten mit Multisystematrophie p-α-Synuclein an somatosensiblen Nervenfasern des subepidermalen Plexus nachgewiesen werden, wohingegen es bei den M. Parkinson Patienten nur 13\% waren. Die Ergebnisse der zugrundeliegenden Arbeit zeigen, dass die Hautbiopsie als fr{\"u}hdiagnostisches Mittel und in der Differentialdiagnose ein hohes Potenzial hat. Die Erforschung von Pathologien an Synapsen wird in der Zukunft an großer Bedeutung gewinnen und scheint ein wichtiger Ansatz, um die Pathophysiologie des M. Parkinson genauer zu verstehen. Die Hautbiopsie k{\"o}nnte dabei von Vorteil sein, da sich Pathologien in vivo untersuchen lassen und man nicht auf Ergebnisse von Autopsien angewiesen ist.}, subject = {Parkinson-Krankheit}, language = {de} } @phdthesis{Hartmann2017, author = {Hartmann, Jasmin}, title = {Neuroprotektion in der Fr{\"u}hphase nach Subarachnoidalblutung: Untersuchung potenzieller Therapieformen im Tiermodell}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-153936}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Ausgehend von der Hypothese, dass die in dieser Arbeit eingesetzten Substanzen Natriumnitroprussid, Magnesium und Clazosentan aus pathophysiologischen {\"U}berlegungen dem in der Fr{\"u}hphase nach SAB auftretenden Perfusionsdefizit entgegenwirken und neuroprotektive Wirkung entfalten k{\"o}nnen, hat diese Arbeit das Ziel verfolgt, konkrete Therapieans{\"a}tze zu entwickeln, die f{\"u}r die Behandlung der fr{\"u}hen Durchblutungsst{\"o}rung nach einer SAB geeignet sein k{\"o}nnten. Ebenso sollte das neuroprotektive Potenzial dieser Substanzen, bei denen es sich um klinisch bereits getestete Medikamente handelt, evaluiert werden. Hierzu wurden drei Versuchsreihen unternommen, die folgende Ergebnisse erbrachten: Die Gabe des NO-Donators Natriumnitroprussid erwies sich als die zerebrale Perfusion in der Fr{\"u}hphase nach SAB signifikant steigernd. Damit einhergehend zeigte sich eine signifikante Reduktion der neuronalen Sch{\"a}digung im Hippocampus. Insgesamt legt diese Arbeit also das therapeutische Potential dieser Substanz f{\"u}r die Fr{\"u}hphase nach SAB nahe. F{\"u}r Magnesium konnte im Rahmen dieser Arbeit kein perfusionssteigernder Effekt festgestellt werden. Die hier erhobenen Daten weisen allerdings auf ein m{\"o}gliches neuroprotektives Potential dieser Substanz hin, sodass weitere Studien gr{\"o}ßeren Umfangs angestrebt werden sollten, um eine neuroprotektive Wirkung verifizieren zu k{\"o}nnen. Von dem ETA-Antagonisten Clazosentan wurden drei Dosierungen auf ihr neuroprotektives und perfusionssteigerndes Potential hin getestet. Hinsichtlich des perfusionssteigernden Effektes erwies sich die Maximaldosis zwar als deutlich {\"u}berlegen, verfehlte jedoch zu den Zeitpunkten 120, 150 und 180 Minuten nach SAB knapp das Signifikanzniveau. Ein neuroprotektives Potential kann auf Grundlage einer knappen Signifikanz in der H\&E-F{\"a}rbung vermutet, aber nicht sicher konstatiert, werden. Das Ziel dieses gr{\"o}ßer angelegten Projekts ist die Entwicklung einer Kombinationstherapie aus unterschiedlichen Methoden und Medikamenten. Basierend auf den hier vorgestellten Ergebnissen kommen von den in dieser Arbeit untersuchten Substanzen insbesondere der NO-Donator Natriumnitroprussid, aber auch der ETA-Antagonist Clazosentan in Frage. Als m{\"o}gliche Kombinationspartner k{\"o}nnten Prostazyklin-Agonisten oder Thrombozytenaggregationshemmer eingesetzt werden. Daneben sind die Anwendung einer moderaten Hypothermie sowie die Gabe hyperonkotischer L{\"o}sungen therapeutische Ans{\"a}tze, die im weiteren Verlauf dieses Projekts untersucht werden.}, subject = {Neurochirurgie}, language = {de} } @phdthesis{Schubert2017, author = {Schubert, Anna-Lena}, title = {Untersuchung potenzieller Biomarker in Haut- und Nervenbiopsaten von Patienten mit schmerzhaften und schmerzlosen Polyneuropathien}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-153254}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Polyneuropathien sind eine {\"a}tiologisch heterogene Erkrankung des peripheren Nervensystems. In bis zu 30\% der F{\"a}lle ist eine Zuordnung zu einem bestimmten PNP Subtyp auch nach aufw{\"a}ndiger und zum Teil invasiver Diagnostik nicht m{\"o}glich. Bislang fehlt ein diagnostischer Biomarker bei PNP, der z.B. bei der Unterscheidung zwischen einzelnen diagnostischen Subgruppen oder entz{\"u}ndlichen und nicht-entz{\"u}ndlichen Erkrankungsformen helfen k{\"o}nnte. In einer prospektiven Studie mit insgesamt 97 Patienten mit Neuropathien verschiedenster {\"A}tiologie und 17 gesunden Kontrollpersonen erstellten wir Genexpressionsprofile von inflammatorischen Markern und Markern der Regeneration peripherer Nerven in Haut- und N. suralis-Biopsaten. Es wurden Inflammationsmarker (TAC1, CRMP2, AIF1, IL-6) und Marker, die in die Regeneration peripherer Nerven involviert sind (SCD, Netrin-1, DCC, UNC5H2, NEO1, Netrin-G1, Netrin-G2), mittels qRT-PCR untersucht. Alle Patienten erhielten eine N. suralis-Biopsie und/oder eine Hautbiopsie von Ober- beziehungsweise Unterschenkel. Weder in den Haut- noch in den N. suralis-Biopsaten konnten Unterschiede in der Genexpression dieser Marker zwischen einzelnen diagnostischen Subgruppen gefunden werden. Der Inflammationsmarker AIF1 war jedoch in Patienten-Hautproben sowohl proximal als auch distal h{\"o}her exprimiert als bei gesunden Kontrollpersonen (p < 0,05 bzw. p < 0,01). Zudem fand sich in den Hautproben von PNP-Patienten eine deutlich reduzierte Genexpression von Regenerationsmarkern aus der Netrin-Familie verglichen mit den Hautproben gesunder Probanden (Netrin-1, DCC, UNC5H2, NEO1 sowie Netrin-G1 und G2; p < 0,05 bis p < 0,001). Ferner wies Netrin-1 in distalen Hautproben bei Patienten mit einer entz{\"u}ndlichen PNP eine niedrigere Genexpression auf, als bei Patienten mit einer nicht-entz{\"u}ndlichen Erkrankungsform (p < 0,05). Die Genexpression von NEO1 in distalen Hautproben war bei schmerzloser PNP und gesunden Kontrollpersonen h{\"o}her als bei schmerzhafter PNP (p < 0,05). Sowohl eine Erh{\"o}hung bestimmter Inflammationsmarker als auch eine Verminderung von Regenerationsmarkern peripherer Nerven k{\"o}nnen bei der Pathophysiologie von Polyneuropathien involviert sein. Insbesondere Mitglieder der Netrin-Familie scheinen eine komplexe Rolle f{\"u}r das Axonwachstum, jedoch auch f{\"u}r entz{\"u}ndliche Prozesse zu spielen.}, subject = {Biomarker}, language = {de} } @phdthesis{Hofmann2018, author = {Hofmann, Lukas}, title = {The α-galactosidase A deficient mouse as a model for Fabry disease and the effect of Gb3 depositions on peripheral nociceptive ion channel function}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158513}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {Fabry disease (FD) is an X-linked lysosomal storage disorder with intracellular accumulation of globotriaosylceramide (Gb3) due to α-galactosidase A deficiency. We studied α-galactosidase A knockout mice (GLA KO) as a model for sensory disturbance and pain in FD. Pain associated behavior of young (3 months) and old (≥18 months) GLA KO mice and wildtype (WT) littermates in an inflammatory and a neuropathic pain model was investigated. Furthermore, affective and cognitive behavior was assessed in the na{\"i}ve state and in an inflammatory pain model. Gene and protein expression of pain associated ion channels and Gb3 accumulation in dorsal root ganglion (DRG) neurons was determined. We also performed patch clamp analysis on cultivated DRG neurons and human embryonic kidney 293 (HEK) cells expressing voltage-gated-sodium channel 1.7 (Nav1.7) as an in vitro model of FD. Intracellular Gb3 deposits were modulated using shRNA silencing of α-galactosidase A. After intraplantar injection of complete Freund`s adjuvant (CFA) and chronic constriction injury (CCI) of the right sciatic nerve, old GLA KO mice did not develop heat and mechanical hypersensitivity in contrast to young GLA KO and old WT mice. Additionally, we found no relevant differences between genotypes and age-groups in affective and cognitive behavior in the na{\"i}ve state and after CFA injection. Gene and protein expression analysis provided no explanation for the observed sensory impairment. However, cultured DRG neurons of old GLA KO mice revealed a marked decrease of sodium and Ih-currents compared to young GLA KO and old WT mice. DRG neurons of old GLA KO mice displayed substantial intracellular accumulation of Gb3 compared to young GLA KO and old WT mice. Similar to cultured neurons, sodium currents were also decreased in HEK cells treated with shRNA and consecutively increased intracellular Gb3 deposits compared to the control condition, but could be rescued by treatment with agalsidase-alpha. Our study unveils that, similar to patients with FD, GLA KO mice display age-dependent sensory deficits. However, contrary to patients, GLA KO mice are also protected from hypersensitivity induced by inflammation and nerve lesion due to Gb3-dependent and reversible reduction of neuronal sodium- and Ih-currents. Our data provide evidence for direct Gb3-dependent ion channel impairment in sensory DRG neurons as a potential contributor to sensory dysfunction and pain in FD.}, subject = {Fabry-Krankheit}, language = {en} } @phdthesis{Reinhold2016, author = {Reinhold, Ann-Kristin}, title = {New players in neuropathic pain? microRNA expression in dorsal root ganglia and differential transcriptional profiling in primary sensory neurons}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140314}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {Neuropathic pain, caused by neuronal damage, is a severely impairing mostly chronic condition. Its underlying molecular mechanisms have not yet been thoroughly understood in their variety. In this doctoral thesis, I investigated the role of microRNAs (miRNAs) in a murine model of peripheral neuropathic pain. MiRNAs are small, non-coding RNAs known to play a crucial role in post-transcriptional gene regulation, mainly in cell proliferation and differentiation. Initially, expression patterns in affected dorsal root ganglia (DRG) at different time points after setting a peripheral nerve lesion were studied. DRG showed an increasingly differential expression pattern over the course of one week. Interestingly, a similar effect, albeit to a smaller extent, was observed in corresponding contralateral ganglia. Five miRNA (miR-124, miR-137, miR-183, miR-27b, and miR-505) were further analysed. qPCR, in situ hybridization, and bioinformatical analysis point towards a role for miR-137 and -183 in neuropathic pain as both were downregulated. Furthermore, miR-137 is shown to be specific for non-peptidergic non-myelinated nociceptors (C fibres) in DRG. As the ganglia consist of highly heterocellular tissue, I also developed a neuron-specific approach. Primarily damaged neurons were separated from intact adjacent neurons using fluorescence-activated cell-sorting and their gene expression pattern was analysed using a microarray. Thereby, not only were information obtained about mRNA expression in both groups but, by bioinformatical tools, also inferences on miRNA involvement. The general expression pattern was consistent with previous findings. Still, several genes were found differentially expressed that had not been described in this context before. Among these are corticoliberin or cation-regulating proteins like Otopetrin1. Bioinformatical data conformed, in part, to results from whole DRG, e.g. they implied a down-regulation of miR-124, -137, and -183. However, these results were not significant. In summary, I found that a) miRNA expression in DRG is influenced by nerve lesions typical of neuropathic pain and that b) these changes develop simultaneously to over-expression of galanin, a marker for neuronal damage. Furthermore, several miRNAs (miR-183, -137) exhibit distinct expression patterns in whole-DRG as well as in neuron-specific approaches. Therefore, further investigation of their possible role in initiation and maintenance of neuropathic pain seems promising. Finally, the differential expression of genes like Corticoliberin or Otopetrin 1, previously not described in neuropathic pain, has already resulted in follow-up projects.}, subject = {Schmerzforschung}, language = {en} } @phdthesis{Notz2019, author = {Notz, Quirin Julius}, title = {Der Einfluss von Fingolimod auf die autoreaktive B-Zell-Antwort in einem B-Zell-abh{\"a}ngigen Mausmodell der Multiplen Sklerose}, doi = {10.25972/OPUS-19154}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-191540}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {Die MP4-induzierte experimentelle autoimmune Encephalomyelitis (EAE) erlaubt eine fokussierte Betrachtung von B-Zellen, die eine wichtige Rolle bei der Pathogenese der Multiplen Sklerose (MS) spielen. Es konnte zum Beispiel gezeigt werden, dass das Vorhandensein von B-Zell-Aggregaten im zentralen Nervensystem (ZNS) von MS-Patienten mit einem aggravierten Krankheitsverlauf assoziiert war. Diese Follikel k{\"o}nnten dabei als ektope lymphatische Strukturen den Immunprozess aktiv gestalten und somit ein therapeutisches Ziel darstellen. In der vorliegenden Studie wurde der Effekt des Sphingosin-1-Phosphat-Rezeptor-Modulators Fingolimod (FTY720) auf die autoreaktive B-Zell-Antwort und speziell die Bildung von B-Zell-Aggregaten im Kleinhirn der MP4-EAE-M{\"a}use untersucht.}, subject = {Multiple Sklerose}, language = {de} } @phdthesis{Schneider2018, author = {Schneider, Katharina}, title = {Nachweis und Analyse von Phospho-Alpha-Synuclein-Ablagerungen in Hautnerven von Patienten mit Morbus Parkinson oder Multisystematrophie}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-169694}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {Zielsetzung der Studie war es, Ablagerungen des phosphorylierten Alpha-Synucleins in der Haut von Patienten mit Morbus Parkinson und atypischen Parkinson-Syndromen zu untersuchen und deren Auswirkungen auf das periphere Nervensystem zu erforschen. Dazu wurden Hautbiopsien von 92 Patienten mit Morbus Parkinson, 12 Patienten mit MSA und 13 Patienten mit einer Tauopathie sowie 83 gesunden Kontrollpersonen immunhisto-chemisch gef{\"a}rbt und unter dem Mikroskop untersucht. Mit einer Sensitivit{\"a}t von 52 \% f{\"u}r den Morbus Parkinson und 67 \% f{\"u}r die MSA bei hoher Spezifit{\"a}t stellt der Nachweis von Phospho-Alpha-Synuclein in den kleinen Nervenfasern der Haut einen geeigneten Biomarker dar. W{\"a}hrend die Ablagerungen des phosphorylierten Alpha-Synucleins bei Patienten mit Morbus Parkinson eher in autonomen Strukturen nachweisbar waren, fanden sie sich bei Patienten mit MSA eher in sub- und intraepidermal gelegenen Nervenfasern. Phospho-Alpha-Synuclein konnte in allen untersuchten Nervenfasersubtypen nachgewiesen werden, also in CGRP-, SP-, TH- und VIP-positiven Fasern. Bei den in der vorliegenden Studie untersuchten Parkinson-Patienten waren keine Ver{\"a}nderungen in der sensiblen Neurographie des Nervus suralis erkennbar. Die intraepidermale Nervenfaserdichte sowie die Innervation der Schweißdr{\"u}sen waren jedoch teilweise vermindert und auch in der QST zeigten sich Auff{\"a}lligkeiten. Ein Zusammenhang zu dem Vorhandensein von Phospho-Alpha-Synuclein-Ablagerungen konnte jedoch nur f{\"u}r die Innervation der Musculi arrectores pilorum hergestellt werden. Bei der Untersuchung der pathophysiologischen Hintergr{\"u}nde, durch die Phospho-Alpha-Synuclein-Ablagerungen zu Nervenfasersch{\"a}digungen f{\"u}hren, konnten die Hinweise auf eine Beteiligung von axonalen Transportproteinen, Mikrotubuli oder Mitochondrien nicht erh{\"a}rtet werden.}, subject = {Synuclein }, language = {de} } @phdthesis{Leinders2016, author = {Leinders, Mathias}, title = {microRNAs in chronic pain}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-144395}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {Chronic pain is a common problem in clinical practice, not well understood clinically, and frequently tough to satisfactorily diagnose. Because the pathophysiology is so complex, finding effective treatments for people with chronic pain has been overall less than successful and typically reduced to an unsatisfactory trial-and-error process, all of which translates into a significant burden to society. Knowledge of the mechanisms underlying the development of chronic pain, and moreover why some patients experience pain and others not, may aid in developing specific treatment regimens. Although nerve injuries are major contributors to pain chronification, they cannot explain the entire phenomenon. Considerable research has underscored the importance of the immune system for the development and maintenance of chronic pain, albeit the exact factors regulating inflammatory reactions remain unclear. Understanding the putative molecular and cellular regulator switches of inflammatory reactions will open novel opportunities for immune modulatory analgesics with putatively higher specificity and less adverse effects. It has become clear that small, non- coding RNA molecules known as microRNAs are in fact potent regulators of many thousands of genes and possibly cross-communicate between cellular pathways in multiple systems acting as so-called "master-switches". Aberrant expression of miRNAs is now implicated in numerous disorders, including nerve injuries as well as in inflammatory processes. Moreover, compelling evidence supports the idea that miRNAs also regulate pain, and in analogy to the oncology field aid in the differential diagnosis of disease subtypes. In fact, first reports describing characteristic miRNA expression profiles in blood or cerebrospinal fluid of patients with distinct pain conditions are starting to emerge, however evidence linking specific miRNA expression profiles to specific pain disorders is still insufficient. The present thesis aimed at first, identifying specific miRNA signatures in two distinct chronic pain conditions, namely peripheral neuropathies of different etiologies and fibromyalgia syndrome. Second, it aimed at identifying miRNA profiles to better understand potential factors that differentiate painful from painless neuropathies and third, study the mechanistic role of miRNAs in the pathophysiology of pain, to pave the way for new druggable targets. Three studies were conducted in order to identify miRNA expression signatures that are characteristic for the given chronic pain disorder. The first study measured expression of miR-21, miR-146a and miR-155 in white blood cells, skin and nerve biopsies of patients with peripheral neuropathies. It shows that peripheral neuropathies of different etiologies are associated with increased peripheral miR-21 and miR-146a, but decreased miR-155 expression. More importantly, it was shown that painful neuropathies have increased sural nerve miR-21 and miR-155 expression, but reduced miR-146a and miR-155 expression in distal skin of painful neuropathies. These results point towards the potential use of miRNAs profiles to stratify painful neuropathies. The seconds study extends these findings and first analyzed the role of miR-132-3p in patients and subsequently in an animal model of neuropathic pain. Interestingly, miR-132-3p was upregulated in white blood cells and sural nerve biopsies of patients with painful neuropathies and in animals after spared nerve injury. Pharmacologically modulating the expression of miR-132-3p dose-dependently reversed pain behavior and pain aversion, indicating the pro-nociceptive effect of miR-132-3p in chronic pain. This study thus demonstrates the potential analgesic impact by modulating miRNA expression. Fibromyalgia is associated with chronic widespread pain and, at least in a subgroup, impairment in small nerve fiber morphology and function. Interestingly, the disease probably comprises subgroups with different underlying pathomechanisms. In accordance with this notion, the third study shows that fibromyalgia is associated with both aberrant white blood cell and cutaneous miRNA expression. Being the first of its kind, this study identified miR-let-7d and its downstream target IGF-1R as potential culprit for impaired small nerve fiber homeostasis in a subset of patients with decreased intra-epidermal nerve fiber density. The work presented in this thesis is a substantial contribution towards the goal of better characterizing chronic pain based on miRNA expression signatures and thus pave the way for new druggable targets.}, subject = {miRNS}, language = {en} } @phdthesis{Werner2014, author = {Werner, Christian}, title = {Effect of autoantibodies targeting amphiphysin or glutamate decarboxylase 65 on synaptic transmission of GABAergic neurons}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-105648}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2014}, abstract = {The number of newly detected autoantibodies (AB) targeting synaptic proteins in neurological disorders of the central nervous system (CNS) is steadily increasing. Direct interactions of AB with their target antigens have been shown in first studies but the exact pathomecha-nisms for most of the already discovered AB are still unclear. The present study investigates pathophysiological mechanisms of AB-fractions that are associated with the enigmatic CNS disease Stiff person syndrome (SPS) and target the synaptically located proteins amphiphysin or glutamate decarboxylase 65 (GAD65). In the first part of the project, effects of AB to the presynaptic endocytic protein amphiphysin were investigated. Ultrastructural investigations of spinal cord presynaptic boutons in an es-tablished in-vivo passive-transfer model after intrathecal application of human anti-amphiphysin AB showed a defect of endocytosis. This defect was apparent at high synaptic activity and was characterized by reduction of the synaptic vesicle pool, clathrin coated vesi-cles (CCVs), and endosome like structures (ELS) in comparison to controls. Molecular inves-tigation of presynaptic boutons in cultured murine hippocampal neurons with dSTORM microscopy after pretreatment with AB to amphiphysin revealed that marker proteins involved in vesicle exocytosis (synaptobrevin 2 and synaptobrevin 7) had an altered expression in GA-BAergic presynapses. Endophilin, a direct binding partner of amphiphysin also displayed a disturbed expression pattern. Together, these results point towards an anti-amphiphysin AB-induced defective organization in GABAergic synapses and a presumably compensatory rearrangement of proteins responsible for CME. In the second part, functional consequences of SPS patient derived IgG fractions containing AB to GAD65, the rate limiting enzyme for GABA synthesis, were investigated by patch clamp electrophysiology and immunohistology. GABAergic neurotransmission at low and high activity as well as short term plasticity appeared normal but miniature synaptic potentials showed an enhanced frequency with constant amplitudes. SPS patient IgG after preabsorption of GAD65-AB using recombinant GAD65 still showed specific synaptic binding to neu-rons and brain slices supporting the hypothesis that additional, not yet characterized AB are present in patient IgG responsible for the exclusive effect on frequency of miniature potentials. In conclusion, the present thesis uncovered basal pathophysiological mechanisms underlying paraneoplastic SPS induced by AB to amphiphysin leading to disturbed presynaptic architec-ture. In idiopathic SPS, the hypothesis of a direct pathophysiological role of AB to GAD65 was not supported and additional IgG AB are suspected to induce distinct synaptic malfunction.}, subject = {Autoaggressionskrankheit}, language = {en} } @phdthesis{Ruschil2014, author = {Ruschil, Christoph}, title = {Der Einfluss von Autoantik{\"o}rpern gegen Aquaporin 4 bei der Pathogenese der Neuromyelitis optica}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-105787}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2014}, abstract = {Neuromyelitis optica (NMO) ist eine schwerwiegende Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems, deren pathogene Ursache in Zusammenhang mit Autoantik{\"o}rpern gegen Aquaporin 4 (AQP4) steht. In einem intrathekalen Passiv-Transfermodell der Ratte wurden die Auswirkungen von NMO-Immunglobulin (IgG) aus Plasmapheresematerial und rekombinanten Antik{\"o}rpern gegen AQP4 sowie der Effekt von additiver Applikation von humanem Komplement untersucht. NMO-IgG, rekombinante Antik{\"o}rper und modifizierte Antik{\"o}rper ohne F{\"a}higkeit zur Aktivierung der Komplementkaskade waren bei repetitiver Applikation in der Lage, auch ohne additives humanes Komplement NMO-{\"a}hnliche progrediente motorische Symptome zu induzieren. Durch Ko-Injektion von humanem Komplement konnte keine signifikante Exazerbation der Pathologie bewirkt werden. MRT-Studien zeigten lokale Schrankenst{\"o}rungen am Ort der h{\"o}chsten Antik{\"o}rperkonzentration. In histologischen Aufarbeitungen von R{\"u}ckenmarksschnitten zeigten sich lokale Deposition an humanem IgG, ein dazu korrelierender Verlust an AQP4 sowie eine dar{\"u}ber hinausgehende Reduktion des Glutamattransporters EAAT2, w{\"a}hrend GFAP-reaktive Astrozyten tendenziell hypertroph und vermehrt waren. Auch bei additiver Applikation von humanem Komplement wiesen die L{\"a}sionsareale im Gegensatz zu histopathologischen Befunden bei NMO-Patienten und anderen Tiermodellen nur eine geringe Ablagerung von aktivem Komplement und wenig Infiltration durch ED1-positive Makrophagen auf. Da in einem Kontrollexperiment mit intrazerebraler intraparenchymaler Applikation von NMO-IgG die beschriebene additive Zytotoxizit{\"a}t von humanem Komplement reproduziert werden konnte, erscheint die Verwendbarkeit des intrathkalen Modells zur Evaluation der Wirkung von humanem Komplement bei Autoimmunerkrankungen mit intraspinalen Zielepitopen nicht geeignet. Die Ergebnisse lassen sich als Komplement-unabh{\"a}ngige intrinsische Wirkungen von Antik{\"o}rpern gegen AQP4 deuten, die in einer Reduktion der Oberfl{\"a}chenexpresseion von AQP4 und EAAT2 resultieren und zu einer progredienten Myelopathie f{\"u}hren. Neben der bekannten Antik{\"o}rper-induzierten Komplement-abh{\"a}ngigen Zytotoxizit{\"a}t k{\"o}nnten diese Effekte einen bislang nicht beschriebenen zus{\"a}tzlichen Pathomechanismus bei der NMO darstellen.}, subject = {Autoantik{\"o}rper}, language = {de} } @phdthesis{Frank2021, author = {Frank, Franziska}, title = {Ver{\"a}nderung der Ranvier'schen Schn{\"u}rringarchitektur bei Patienten mit diabetischer Neuropathie}, doi = {10.25972/OPUS-21966}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-219668}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {In der Krankheitsentstehung der diabetischen Neuropathie wird die paranodale Demyelinisierung als ein m{\"o}glicher Pathomechanismus diskutiert, wobei Studien mit Gewebeproben von Patienten aufgrund der Invasivit{\"a}t limitiert sind. In der vorliegenden Studie wurden periphere Nervenfasern in Hautbiopsien von Patienten mit diabetischer Neuropathie und in Patienten mit Diabetes mellitus ohne Neuropathie untersucht. Ziel war es, nodale und paranodale Ver{\"a}nderungen, wie eine Dispersion der paranodalen Proteine Caspr und Neurofascin oder der nodalen Na-Kan{\"a}le, zu detektieren und die Proben auf verl{\"a}ngerte Ranvier`sche Schn{\"u}rringe zu untersuchen. Es wurde die Hypothese {\"u}berpr{\"u}ft, dass paranodale Demyelinisierungen bei Patienten mit diabetischer Neuropathie in Hautbiopsien, als minimal-invasive Methode, nachweisbar sind. Hautproben von Patienten mit Diabetes mellitus ohne Neuropathie sollten zudem in einem fr{\"u}hen Krankheitsstadium untersucht werden. F{\"u}r die Untersuchung konnten 35 Patienten mit einer diabetischen Neuropathie, 17 Patienten mit Diabetes mellitus und 31 Kontrollen eingeschlossen werden. Immunfluoreszenzf{\"a}rbungen mit Antik{\"o}rpern gegen Caspr, Neurofascin und Natrium-Kan{\"a}len wurden zur Analyse der Ranvier`schen Schn{\"u}rringarchitektur durchgef{\"u}hrt und ausgewertet. Eine erh{\"o}hte Anzahl an verl{\"a}ngerten Schn{\"u}rringen, als Zeichen einer segmentalen Demyelinisierung, konnte in den Patienten mit diabetischer Neuropathie aber auch in Patienten mit Diabetes mellitus nachgewiesen werden. Weiterhin waren vermehrt Ver{\"a}nderungen der paranodalen Proteine, wie eine Dispersion von Caspr und Neurofascin in den Proben des Fingers der Patienten mit diabetischer Neuropathie sowie eine Dispersion von Neurofascin im Unterschenkel in beiden Patientengruppen nachweisbar. Interessanterweise waren einzelne Ver{\"a}nderungen auch in den gesunden Kontrollen auffindbar. Ver{\"a}nderungen der Schn{\"u}rringarchitektur lassen sich mithilfe der Hautbiopsie nachweisen und quantifizieren. Nodale und paranodale Ver{\"a}nderungen weisen auf demyelinisierende Prozesse in Patienten mit diabetischer Neuropathie hin und finden sich auch bereits in einem fr{\"u}hen Krankheitsstadium.}, subject = {Ranvier-Schn{\"u}rring}, language = {de} } @phdthesis{Real2015, author = {Real, Ruben}, title = {Living with severe motor impairments - from consciousness to quality of life}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-138562}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2015}, abstract = {The impact of acquired severe motor impairments is pervasive and may lead to a complete loss of communication and voluntary motor control, rendering the patient behaviourally unresponsive. In routine clinical care it may thus be unclear, whether some of these patients are even conscious. Given that finding a cure is unlikely, care focuses on providing the best possible quality of life (QoL), and knowing its predictors might contribute to that aim. Patients who still can communicate often report a high QoL, and several predictors have been identified. However, many instruments used to assess QoL require at least residual verbal and motor abilities. Thus, a method to assess QoL independent of these requirements is desirable. In addition, many instruments assume QoL to be temporarily stable, and little information is available on predictors of instantaneous QoL, i.e. QoL as it fluctuates from moment to moment throughout the day.}, subject = {Myatrophische Lateralsklerose}, language = {en} } @phdthesis{Niedermirtl2015, author = {Niedermirtl, Benedikt Felix}, title = {Untersuchungen zur Neurotoxizit{\"a}t bei {\"O}ffnung der Blut-Nerven-Schranke}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-138046}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2015}, abstract = {Die Blut-Nerven-Schranke stellt eine Barriere zwischen den Axonen und dem Gewebe, das sie umgibt, dar. Durch verschiedene Mechanismen wird die intraneurale Hom{\"o}ostase aufrecht erhalten, welche f{\"u}r die Funktion der Axone essentiell ist. Auf der einen Seite stellt die Blut-Nerven-Schranke einen Schutzmechanismus f{\"u}r Nerven dar. Auf der anderen Seite erschwert sie die Applikationen von Pharmaka, z.B. Analgetika, sodass bis dato Lokalan{\"a}sthetika die einzige Substanzklasse darstellen, welche zur gezielten {\"o}rtlichen, analgetischen Therapie in der breiten Verwendung ist. Das Netzwerk der Tight junctions im Perineurium ist eine Schl{\"u}sselkomponente f{\"u}r die Funktion der Blut-Nerven-Schranke. Es konnte experimentell gezeigt werden, dass durch pharmakologische Interaktion mit den Tight Junctions eine Schranken{\"o}ffnung erzielt werden kann. Dieser Effekt wurde durch unsere Arbeitsgruppe nachgewiesen f{\"u}r das von der N-terminalen Schleife des Claudin-1 abgeleitete Peptid C1C2, hypertone Substanzen, wie HTS und den Gewebeplasminogenaktivator tPA. Durch Anwendung solcher Wirkstoffvermittler k{\"o}nnte das Axon f{\"u}r andere Substanzklassen erreichbar werden. Die Fragestellung dieser Arbeit war, ob sich durch die lokale Anwendung dieser Pharmaka am N. ischiadicus von Wistar Ratten toxische Effekte ergeben. Hierzu wurden immunhistochemische F{\"a}rbungen mit einem Anti-CD68- Antik{\"o}rper zur Darstellung von endoneuralen Makrophagen als Zeichen einer lokalen Entz{\"u}ndungsreaktion verwendet. Weiterhin wurden die Nerven mit Hilfe histomorphometrischer Analysen auf morphologische Ver{\"a}nderungen hin untersucht. Keine der untersuchten Substanzen bewirkte eine Zunahme von endoneuralen Makrophagen im Vergleich zur scheinbehandelten Kontrollgruppe. Die Positivkontrolle eines N. ischiadicus nach chronischer Konstriktionsl{\"a}sion (CCI) zeigte hingegen eine massive Vermehrung endoneuraler Makrophagen. Bei der morphometrischen Analyse zeigte sich nur bei der mit tPA behandelten Gruppe eine Abnahme der g-Ratio, welche das Verh{\"a}ltnis von Myelinschicht zu Faserdurchmesser wiederspiegelt. Die anderen Teilaspekte der Untersuchung blieben unauff{\"a}llig. Aus dieser Arbeit kann geschlossen werden, dass sich mit den verwendeten Untersuchungsmethoden f{\"u}r keine der untersuchten Substanzen eine lokal toxische Wirkung nachweisen l{\"a}sst. Um die Aussagekraft bez{\"u}glich der Anwendungssicherheit weiter zu erh{\"o}hen, w{\"a}ren im weiteren Verlauf Versuchsreihen mit Blick auf m{\"o}gliche Langzeitwirkungen und etwaige systemtoxische Wirkungen von besonderer Bedeutung}, subject = {Neurotoxizit{\"a}t}, language = {de} }