@phdthesis{Behne2024,
  author    = {Behne, Robert Stefan Friedrich},
  title     = {Development Of A Human iPSC-Derived Cortical Neuron Model Of Adaptor- Protein-Complex-4-Deficiency},
  doi       = {10.25972/OPUS-35139},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-351390},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Adaptor-protein-4-deficiency (AP-4-deficiency) is an autosomal-recessive childhood- onset form of complicated hereditary spastic paraplegia (HSP) caused by bi-allelic loss- of-function mutations in one of the four subunits of the AP-4-complex. These four conditions are named SPG47 (AP4B1, OMIM \#614066), SPG50 (AP4M1, OMIM \#612936), SPG51 (AP4E1, OMIM \#613744) and SPG52 (AP4S1, OMIM \#614067), respectively and all present with global developmental delay, progressive spasticity and seizures. Imaging features include a thinning of the corpus callosum, ventriculomegaly and white matter changes. AP-4 is a highly conserved heterotetrameric complex, which is responsible for polarized sorting of transmembrane cargo including the autophagy- related protein 9 A (ATG9A). Loss of any of the four subunits leads to an instable complex and defective sorting of AP-4-cargo. ATG9A is implicated in autophagosome formation and neurite outgrowth. It is missorted in AP-4-deficient cells and CNS-specific knockout of Atg9a in mice results in a phenotype reminiscent of AP-4-deficiency. However, the AP-4-related cellular phenotypes including ATG9A missorting have not been investigated in human neurons. Thus, the aim of this study is to provide the first human induced pluripotent stem cell- derived (iPSC) cortical neuron model of AP-4-deficiency to explore AP-4-related phenotypes in preparation for a high-content screening. Under the hypothesis that AP-4- deficiency leads to ATG9A missorting, elevated ATG9A levels, impaired autophagy and neurite outgrowth in human iPSC-derived cortical neurons, in vitro biochemical and imaging assays including automated high-content imaging and analysis were applied. First, these phenotypes were investigated in fibroblasts from three patients with compound heterozygous mutations in the AP4B1 gene and their sex-matched parental controls. The same cell lines were used to generate iPSCs and differentiate them into human excitatory cortical neurons. This work shows that ATG9A is accumulating in the trans-Golgi-network in AP-4- deficient human fibroblasts and that ATG9A levels are increased compared to parental controls and wild type cells suggesting a compensatory mechanism. Protein levels of the AP4E1-subunit were used as a surrogate marker for the AP-4-complex and were decreased in AP-4-deficient fibroblasts with co-immunoprecipitation confirming the instability of the complex. Lentiviral re-expression of the AP4B1-subunit rescues this corroborating the fact that a stable AP-4-complex is needed for ATG9A trafficking. Surprisingly, autophagic flux was present in AP-4-deficient fibroblasts under nutrient- rich and starvation conditions. These phenotypic markers were evaluated in iPSC-derived cortical neurons and here, a robust accumulation of ATG9A in the juxtanuclear area was seen together with elevated ATG9A protein levels. Strikingly, assessment of autophagy markers under nutrient-rich conditions showed alterations in AP-4-deficient iPSC- derived cortical neurons indicating dysfunctional autophagosome formation. These findings point towards a neuron-specific impairment of autophagy and need further investigation. Adding to the range of AP-4-related phenotypes, neurite outgrowth and branching are impaired in AP-4-deficient iPSC-derived cortical neurons as early as 24h after plating and together with recent studies point towards a distinct role of ATG9A in neurodevelopment independent of autophagy. Together, this work provides the first patient-derived neuron model of AP-4-deficiency and shows that ATG9A is sorted in an AP-4-dependent manner. It establishes ATG9A- related phenotypes and impaired neurite outgrowth as robust markers for a high-content screening. This disease model holds the promise of providing a platform to further study AP-4-deficiency and to search for novel therapeutic targets.},
  subject      = {Adaptorproteine},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wilhelmi2024,
  author    = {Wilhelmi, Kai Alexander},
  title     = {Untersuchung von Ver{\"a}nderungen der myelinisierten Nervenfasern durch Entmarkung in Haut- und Nervenbiopsien von Patienten mit Polyneuropathie},
  doi       = {10.25972/OPUS-36004},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-360046},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurde durch das immunhistochemische Anf{\"a}rben von nodalen (Natriumkan{\"a}le, NF), paranodalen (Caspr, NF) und internodalen (MBP) Proteinen der in Fingerhautbiopsien vorhanden Nervenfasern untersucht, ob eine Ver{\"a}nderung der typischen Verteilungsmuster dieser Proteine, eine demyelinisierende Polyneuropathie anzeigen kann. Dazu wurden am Universit{\"a}tsklinikum W{\"u}rzburg prospektiv 93 Polyneuropathie-Patienten und 25 Kontrollpersonen rekrutiert. Bei allen Patienten wurden Hautstanzbiospien am Zeigefinger durchgef{\"u}hrt. Bei 35 Patienten mit schweren oder unklaren Verl{\"a}ufen, wurden konsiliarisch Nervus suralis Biopsien durchgef{\"u}hrt. Aus einem Abschnitt von 27 dieser Biopsien, konnten im Rahmen dieser Arbeit Zupfnervenpr{\"a}parate angefertigt und analog zu den Hautbiopsien ausgewertet werden. Aus der Routinediagnostik der Klinik flossen weiterhin die Ergebnisse der elektrophysiologischen Routinediagnostik und der Histologiebefund der Nervus suralis Biopsien in die Auswertung ein. Zusammenfassend kamen ver{\"a}nderte Natriumkanalbanden in Fingerhautbiopsien signifikant h{\"a}ufiger bei Patienten mit elektrophysiologisch als demyelinisierend befundeten Polyneuropathien, als bei Patienten mit elektrophysiologisch als axonal befundeten Polyneuropathien vor. Vielfach fanden sich ver{\"a}nderte Natriumkanalbanden inmitten para- und internodal unauff{\"a}lliger Schn{\"u}rringe und umgekehrt. Diese Beobachtung st{\"u}tzt die bereits in Vorarbeiten vorgeschlagene und in der aktuellen Leitlinie zur Diagnostik f{\"u}r Polyneuropathien aufgegriffene Entit{\"a}t der Paranodopathien (Uncini, Susuki, \& Yuki, 2013). M{\"o}glich w{\"a}re, dass eine ver{\"a}nderte Verteilung der Natriumkan{\"a}le die schnelle Leitf{\"a}higkeit beeintr{\"a}chtigen und somit trotz intakter Bemarkung, elektrophysiologisch das Bild einer demyelinisierenden Neuropathie vermittelt. Ein direkter Zusammenhang zwischen dem Auftreten von doppelten und verl{\"a}ngerten Natriumkanalbanden und einzelnen Messwerten (z.B. Amplituden und Latenzzeiten) fand sich nicht. Auch in den Zupfnervenpr{\"a}paraten der Nervus suralis Biopsien, konnten o.g. Verteilungsmuster untersucht werden. Deren Vorkommen zeigte sich als unabh{\"a}ngig vom elektrophysiologischen und histologischen Befund, von der {\"A}tiologie der PNP und von den gefundenen Ver{\"a}nderungen in den Hautbiopsien des betreffenden Patienten.},
  subject      = {Polyneuropathie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Yabe2024,
  author    = {Yabe, Marie},
  title     = {Untersuchung des Mental Rotation-Paradigmas bei Patienten mit fokaler Dystonie},
  doi       = {10.25972/OPUS-36392},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-363927},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Das mR-Paradigma beschreibt die F{\"a}higkeit Objekte gedanklich zu drehen und erfordert dabei komplexe neuronale Prozesse. Bisherige Studien konnten nicht kl{\"a}ren, ob es ein spezifisches Muster der Beeintr{\"a}chtigung im mR-Test bei fokalen Dystonien gibt. Die {\"u}bergeordnete Fragestellung der vorliegenden Arbeit war, ob eine verlangsamte Reaktion bei der mR von k{\"o}rperlichen Abbildungen einen stabilen Endoph{\"a}notyp fokaler Dystonien darstellt. Die Zielsetzung war die {\"U}berpr{\"u}fung der Hypothesen, 1) dass bisherige Ergebnisse, die eine verl{\"a}ngerte Reaktionszeit von CD-Patienten bei der mR von k{\"o}rperlichen Abbildungen aufzeigten, reproduzierbar sind und 2) dass eine erh{\"o}hte Reaktionszeit bei der mR von k{\"o}rperlichen Abbildungen auch bei Patienten mit BSP vorliegt. Um dabei die mR m{\"o}glichst spezifisch zu untersuchen, wurden folgende sekund{\"a}re Hypothesen formuliert: a) die kognitive Leistungsf{\"a}higkeit und b) das allgemeine Reaktionsverm{\"o}gen der Teilnehmer stellen potenzielle St{\"o}rfaktoren f{\"u}r die Reaktionszeit bei der mR-Aufgabe dar. Diese wurden neben der H{\"a}ndigkeit und der allgemeinen Geschicklichkeit systematisch erhoben. 23 CD-Patienten und 23 gesunde Kontrollpersonen sowie 21 BSP- und 19 HFS-Patienten wurden hinsichtlich Geschlechterverteilung, Alter und Bildungsstand verglichen. Zudem wurden H{\"a}ndigkeit, Fingergeschicklichkeit, allgemeine Reaktionszeit und kognitiver Status jedes Teilnehmers erhoben. Im mR-Test wurden Fotos von K{\"o}rperteilen (Hand, Fuß oder Kopf) und einem nicht-k{\"o}rperlichen Objekt (Auto) gezeigt, die in sechs verschiedene Winkelgrade um die eigene Achse in der Bildebene rotiert waren. Die Teilnehmer wurden gebeten, die Lateralit{\"a}t des dargestellten Bildes per Tastendruck anzugeben. Bewertet wurden sowohl Geschwindigkeit als auch Richtigkeit der Antworten. Im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen schnitten CD- und HFS-Patienten bei der mR der H{\"a}nde schlechter ab, w{\"a}hrend die BSP-Patienten vergleichbare Leistungen zeigten. Es bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen einer verl{\"a}ngerten mR-Reaktionszeit und reduzierten MoCA-Scores sowie einer erh{\"o}hten mR-Reaktionszeit und verl{\"a}ngerter allgemeiner Reaktionszeit. Nach Ausschluss der Patienten mit MCI zeigten CD-Patienten, nicht jedoch HFS-Patienten, im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe weiterhin verlangsamte Reaktionszeiten der H{\"a}nde. Die vorliegende Studie konnte die Frage, ob eine verlangsamte Reaktion bei der mR von k{\"o}rperlichen Abbildungen einen stabilen Endoph{\"a}notyp fokaler Dystonien darstellt, nicht sicher beantworten. Es stellte sich jedoch heraus, dass Kognition und allgemeine Reaktionszeit starke Einflussfaktoren bei der mR-Aufgabe sind. Dies wurde in den fr{\"u}heren Arbeiten nicht ber{\"u}cksichtigt und stellt daher ein neues und wichtiges Ergebnis dar. Die verlangsamte Reaktion bei der mR der H{\"a}nde bei CD-Patienten auch nach Ausschluss von Patienten mit MCI l{\"a}sst ein spezifisches Defizit der F{\"a}higkeit der mR vermuten. Das Vorliegen einer tiefergreifenden zugrundeliegenden Netzwerkst{\"o}rung, die sich auf die Leistung im mR-Test auswirkt, w{\"a}re dabei denkbar.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weiss2024,
  author    = {Weiß, Eva Maria},
  title     = {Einfluss von Makrophagen auf autophagische Vorg{\"a}nge in Schwann´schen Zellen unter den Bedingungen von Nervenl{\"a}sion und genetisch bedingter Neuropathie},
  doi       = {10.25972/OPUS-36967},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-369674},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Charcot-Marie-Tooth (CMT) Neuropathien stellen als h{\"a}ufigste erblich bedingte neurologische Erkrankungen eine Gruppe genetisch heterogener, chronisch progredienter peripherer Polyneuropathien dar. Die Lebensqualit{\"a}t der Patienten ist bei fehlender kurativer Therapieoption vor allem durch motorische und sensorische Defizite deutlich eingeschr{\"a}nkt. In verschiedenen Studien konnte die pathophysiologische Relevanz einer sekund{\"a}ren Entz{\"u}ndungsreaktion, insbesondere durch Makrophagen und Lymphozyten vermittelt, in Mausmodellen dreier CMT1 Subtypen (CMT1A, CMT1B, CMT1X) aufgezeigt werden. Auch in Folge einer L{\"a}sion peripherer Nerven ist eine akute Entz{\"u}ndungsreaktion von entscheidender Bedeutung, wobei sich bereits Gemeinsamkeiten zwischen der postl{\"a}sionalen Waller´schen Degeneration (WD) und CMT1 Neuropathien identifizieren ließen. W{\"a}hrend die aktive Beteiligung der Autophagie Schwann´scher Zellen (hier kurz SZ Autophagie genannt) an der Myelindegradation im Falle einer WD jedoch vielfach beschrieben wurde, ist {\"A}hnliches in CMT1 Neuropathien bisher nur unzureichend untersucht. Da in einer Studie in Cx32def Mausmodellen der CMT1X Erkrankung auch nach Reduktion endoneuraler Makrophagen anhaltende Demyelinisierung beobachtet werden konnte, sollte das Vorkommen von SZ Autophagie sowie deren m{\"o}gliche Beeinflussung durch Makrophagen in diesen Myelinmutanten untersucht werden. In der vorliegenden Arbeit wurden sowohl Wildtyp (Wt) M{\"a}use in ex vivo und in vivo Modellen einer WD als auch Cx32def Myelinmutanten zweier Altersstufen (4 und 12 Monate) mit einem niedermolekularen CSF1-Rezeptor-Inhibitor (CSF1RI) zur Reduktion endoneuraler Makrophagen behandelt, wobei sich vergleichende histochemische bzw. immunhistochemische Analysen peripherer Nerven behandelter und unbehandelter Tiere anschlossen. Im Rahmen der Etablierung immunhistochemischer Methodik zeigte sich hierbei unter den kontrollierten Bedingungen einer ex vivo Ischiasnervenkultur eine vermehrte Aktivierung der SZ Autophagie in behandelten Wt M{\"a}usen. Auch 4 Monate alte behandelte Cx32def Tiere wiesen, verglichen mit unbehandelten Myelinmutanten bzw. Wt M{\"a}usen derselben Altersstufe, eine vermehrte autophagische Aktivit{\"a}t in SZ auf. Diese scheint sich jedoch im weiteren Verlauf der Erkrankung zu reduzieren, da im Falle der 12 Monate alten Cx32def Modelltiere weniger autophagisch aktive SZ Profile bzw. kaum Unterschiede zwischen behandelten und unbehandelten Tieren beobachtet werden konnten. Die Ergebnisse lassen somit eine m{\"o}gliche aktive Beteiligung von SZ Autophagie insbesondere in der Pathophysiologie der fr{\"u}hen Phase einer CMT1X Erkrankung sowie deren Beeinflussung durch endoneurale Makrophagen vermuten. Dies sollte vornehmlich in der Entwicklung von Therapiestrategien der CMT1X bedacht werden, da sich eine fr{\"u}he Reduktion pathophysiologisch relevanter endoneuraler Makrophagen somit auch nachteilig auf die Myelinintegrit{\"a}t auswirken k{\"o}nnte.},
  subject      = {Schwann-Zelle},
  language  = {de}
}