TY  - THES
A1  - Schlaberg, Robert
T1  - Neuroprotektiver Effekt von Ribavirin bei Borna Disease Virus infizierten Lewis-Ratten
T1  - Neuroprotective Effect of Ribavirin in Borna Disease Virus Infected Lewis Rats
N2  - Die Infektion mit dem Borna Disease Virus (BDV) ruft bei einem weiten Spektrum von Warmblütern ein teilweise progredientes, immunmediiertes neurologisches Syndrom hervor. BDV zeichnet sich durch ein einzelsträngiges RNA Genom negativer Polarität, einen ausgeprägten Neurotropismus und einen nicht-lytischen Replikationszyklus aus, der in viraler Persistenz mündet. In vitro Experimente zeigten kürzlich einen virostatischen Effekt des Guanosinanalogs Ribavirin gegenüber BDV. Ziel der vorliegenden Studie war es, den therapeutischen Nutzen einer intrathekalen Ribavirinapplikation bei akuter Bornascher Erkrankung (BD) im Rattenmodell zu untersuchen. Toxikologische und pharmakokinetische Studien ergaben eine maximal verträgliche tägliche Dosis von 2,5 mg/kg KG. Drei Wochen nach intranasaler Virusinokulation wurde Ribavirin in einer Dosis von 0, 1,25 und 2,5 mg/kg KG/Tag für 7 Tage intrathekal appliziert. Hierdurch gelang es, die klinische Symptomatik akuter BD dosisabhängig zu reduzieren. Die Bestimmung der Konzentration viraler RNA, Proteine, sowie infektiöser Partikel in zentralnervösem Gewebe ergab jedoch keine signifikante Reduktion. Anschließende immunhistologische Untersuchungen konnten eine quantitative Reduktion von T-Lymphozyten und Mikrogliazellen in Hirnparenchym behandelter Tiere nachweisen. Sowohl CD4+, als auch CD8+ T-Lymphozyten sind wesentlich an der progressiven Neurodestruktion im Rahmen von BD beteiligt. Auch für Mikrogliazellen wird eine kausale Beteiligung an der Pathogenese von BD postuliert. Der klinisch protektive Effekt der zentralen Ribavirinapplikation scheint in dem vorliegenden Modell nicht auf eine Inhibition der Virusreplikation, sondern auf die Suppression der neuropathogenen Immunantwort des Wirtsorganismus zurückzuführen zu sein. Wie in anderen Studien wiederholt beschrieben, konnte virale RNA im Blut infizierter Lewis-Ratten detektiert werden. Die Virämie bei hochdosiert behandelten Tieren ist deutlich ausgeprägter. Diese Beobachtung ist vermutlich durch eine systemische Infektion unter insuffizienter Immunkontrolle zu erklären. Hieraus ergeben sich auch Implikationen für die diagnostische Nutzbarkeit des peripheren Nukleinsäurenachweises zur Erkennung von BDV Infektionen. Die intrathekale Ribavirinapplikation ist der erste therapeutische Ansatz für BD, der zu einer Linderung des akuten Krankheitsbildes ohne gleichzeitige verstärkte Virusreplikation führt.
N2  - Infection with Borna Disease Virus (BDV) leads to a partially progressive, immune-mediated neurological syndrome in a wide range of warm blooded animals. BDV is characterized by a non-segmented single-strand RNA genome of negative polarity, a distinct neurotropism and non-lytic replication causing viral persistence. Recent results from in vitro studies showed an inhibitory effect of the guanosine analog ribavirin on BDV replication. The aim of this study was to investigate a potential therapeutic effect of intrathecal ribavirin application in a rat model of acute Borna Disease (BD). Initial toxicological and pharmacokinetical studies yielded a maximal tolerable daily dose of 2.5 mg/kg BW. Three weeks after intranasal inoculation of BDV ribavirin was administered at doses of 0, 1.25, and 2.5 mg/kg BW per day for 7 consecutive days. This resulted in a prominent dose-dependent reduction of symptoms of acute BD. Quantification of viral RNA, proteins, and infectious particles in CNS tissue did not demonstrate a significant reduction of viral parameters. Subsequent immunhistological studies displayed a quantitative reduction of infiltrating T-lymphocytes and microglia in brains of treated animals. CD4+ as well as CD8+ T-lymphocytes are known to play a prominent role in progressive neurodestruction during the course of BD. A causal role in the pathogenesis of BD is also postulated for microglial cells. In the present model the clinically protective effect of central ribavirin application does not seem to result from inhibition of viral replication but rather from suppression of the neuropathogenic immune response. As known from previous studies, we were able to detect viral RNA in the peripheral blood of BDV infected Lewis rats. Viremia was more prominent in high dose treated animals. These findings most likely result from an insufficient immune control leading to a systemic infection and have implications for the diagnostic potential of peripheral nucleic acid detection for intra vitam diagnosis of BDV infections. Intrathecal application of ribavirin is the first therapeutic approach resulting in a relief of symptoms of acute BD without enabling an aggravated viral replication.
KW  - Borna Disease Virus
KW  - Ribavirin
KW  - Neuroprotektion
KW  - Mikroglia
KW  - Immunmodulation
KW  - Borna Disease Virus
KW  - ribavirin
KW  - neuroprotection
KW  - microglia
KW  - modulation of immune response
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-9772
ER  - 
TY  - THES
A1  - Korte, Gabriele
T1  - Flavonoid-induzierte Cytotoxizität, Neuroprotektion und Immunmodulation im Zellmodell
T1  - Flavonoid-induced cytotoxicity, neuroprotection and immunmodulation in the cell model
N2  - Flavonoide sind weitverbreitete sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe. Ihr Beitrag zur Prävention von chronischen Erkrankungen wird zu großen Teilen auf immunmodulatorische und neuroprotektive Effekte zurückgeführt. Eine Voraussetzung für die Nutzung dieser Eigenschaften der Flavonoide stellt die Erfassung cytotoxischer Effekte dar. Mit Ausnahme von Xanthohumol und Quercetin ist für alle im Rahmen der vorliegenden Arbeit untersuchten Flavonoide, Hispidulin, Baicalein, Scutellarein, Hesperetin, Chrysin, Apigenin, Naringenin, Catechin, Pelargonidinchlorid und EMD 21388, sowohl in T-Zellen (Jurkat) als auch in neuronalen (SK-N-SH)-Zellen nach 24-stündiger Inkubation eine geringgradige Cytotoxizität festzuhalten. Für Xanthohumol bzw. Quercetin wird ein halbmaximaler Verlust der Zellvitalität je nach Modell in Konzentrationen von 33-45 µM bzw. 118-208 µM erreicht. Der weiterführenden Charakterisierung (zVAD, DNA-Laddering) ist zu entnehmen, dass die zellulären Veränderungen substanzabhängig differieren und sowohl nekrotische Mechanismen (Xanthohumol) als auch apoptotische Vorgänge (Quercetin) einschließen. Eine erhöhte Lipidperoxidation im oberen Dosisbereich lässt darüber hinaus auf eine Beteiligung von oxidativem Stress an den von Xanthohumol-induzierten nekrotischen Prozessen schließen. Eine positive Einflussnahme auf die Zellvitalität durch Antioxidantien wie GSH und NAC lässt des Weiteren vermuten, dass die erfassten Flavonoid-induzierten Prozesse jeweils sensitiv zum Redoxzustand der Zelle sind. Während die Effekte von Xanthohumol auch in anderen Zellmodellen (HL-60) nachweisbar bleiben, verhält sich Quercetin nicht durchgehend vitalitätsmindernd. Unterschiede zwischen den Testsubstanzen bestehen auch hinsichtlich antioxidativer Effekte. Das Eliminieren freier Radikale zählt zu den wichtigsten Mechanismen, die bei Flavonoid-vermittelter Neuroprotektion eine Rolle spielen. Insgesamt sind alle diesbezüglich untersuchten Substanzen als starke Superoxidanionen-Radikalfänger einzustufen. Im Co-Inkubationsversuch zeigt Scutellarein den stärksten Effekt, gefolgt von Quercetin, Hispidulin und Xanthohumol. Im Prä-Inkubations-Versuchsmodell liegen in der Reihenfolge ihrer Effektstärken Xanthohumol vor Quercetin, Hispidulin und schließlich Scutellarein. Die modellabhängigen Konstanten können, unter Beteiligung einer passiven Diffusion der hydrophoben Flavonoidaglykone, auf eine substanzgebundene Membranpermeabilität zurückzuführen sein. Das antioxidative Potential der Flavonoide resultiert u.a. aus einer komplexen Einflußnahme auf die Genexpression in der Zelle. In der vorliegenden Arbeit sind anhand von cDNA-Arrays für mehrere Vertreter übereinstimmend Wechselwirkungen mit Genen der zellulären Abwehr dargestellt. Demnach führen Scutellarein, Hispidulin, Quercetin und Xanthohumol zu einer deutlich reduzierten Expressionsstärke von STK4, CHD4, ARHGDIB, IL16, ISG20, PFN1 und SOD2. Unter den Flavonoid-induzierten Veränderungen ragen die Effekte auf ADAR1 heraus, dessen Genexpression von Scutellarein bis auf ein 0,1-faches der Referenzwerte reduziert wird. Gleichsinnige Auswirkungen von Scutellarein auf die Expression von ADAR1-Protein in Western Blots unterstreichen diese Interaktion und legen nahe, dass ADAR-vermittelte enzymatische Deaminierungen durch Flavonoide moduliert werden können. Diese Beobachtung wird ergänzt durch den nachgewiesenen Effekt von Flavonoiden auf die Expression einer Reihe weiterer Gene (ADAR2, APOBEC3B, APOBEC3C, APOBEC3F und APOBEC3G), die analoge posttranskriptionale Mechanismen steuern und gleichermaßen in Immunabwehr und Neuroprotektion eingebunden sind. Zu den wichtigsten Substraten von ADAR zählen Glutamatrezeptoren. Erwartungsgemäß ist nach der Einwirkung von Scutellarein auf humane Zellen, die Glutamatrezeptoren exprimieren, ein Rückgang der Deaminierung im Bereich der Glutamatrezeptoruntereinheit GluR 2 zu verzeichnen (Q/R-Position). Dem entspricht in elektrophysiologischen Modellen eine gesteigerte Ca2+-Permeabilität der jeweiligen Ionenkanäle und eine veränderte neuronale Exzitabilität. Hieraus ergibt sich ein breites Spektrum zusätzlicher Optionen für die Induktion von gesundheitsrelevanten Flavonoidfunktionen in der Zelle. So spielt die Modulation von Deaminierungen zugleich eine entscheidende Rolle im Vermehrungszyklus viraler Erreger. Die Annahme einer möglichen antiviralen Qualität von Scutellarein wird durch ein HBV-Infektionsmodell anhand drei Parameter der Virusreplikation (Virus-DNA-Konzentration, HBs- bzw. HBe-Antigenproduktion) bestätigt. Offen bleibt auch nach ausführlicher Prüfung, ob der deutliche antivirale Effekt als das Produkt von Flavonoid-induzierten Veränderungen der Deaminierungsraten oder als Folge eines Effekts auf die virale Polymerase zu interpretieren ist. Die hier dargestellten Wirkmechanismen leisten einen Beitrag zum Verständnis der Bedeutung von Flavonoiden für neue Anwendungen in Neuroprotektion und Immunabwehr.
N2  - Flavonoids are common secondary plant metabolites that confer numerous nutritional health effects. Their role in preventing chronic diseases is attributed to immunmodulatory and neuroprotective effects among others. In order to fully exploit these properties the limitations imposed by the compounds cytotoxic profiles must be addressed. For the majority of compounds investigated, hispidulin, baicalein, scutellarein, hesperetin, chrysin, apigenin, naringenin, catechin, pelargonidinchloride and EMD 21388, the present study confirms minimal cytotoxicity in T-cells (Jurkat) and in neuronal cells (SK-N-SH). As for xanthohumol and quercetin a 50% decline in cell-vitality is observed at concentrations of 33-45 µM and 118-208 µM, respectively. Further characterization using zVAD and DNA-laddering indicate that cell-vitality may be compromised both by necrotic mechanisms (xanthohumol) and by apoptotic effects (quercetin). An increase in lipidperoxidation in the upper dose range suggests that oxidative stress may be involved in xanthohumol toxicity. As this is counteracted by antioxidants such as GSH and NAC, these flavonoids impact on cell-vitality is likely codetermined by the cells redox state. While the effects of xanthohumol extend to other cell models, quercetin toxicity in HL-60 cells is less pronounced. Test compounds are also found to differ with regard to antioxidative profiles. The elimination of free radicals is a key mechanism in flavonoid-induced neuroprotection and is shown to vary with different incubation protocols. In short incubation experiments (5 min; co-incubation) scutellarein is identified as the most powerful scavenger, followed by quercetin, hispidulin and xanthohumol. In prolonged incubations (24 hrs; prä-incubation) xanthohumol and quercetin are followed by hispidulin and scutellarein. Model-specific constants suggest that passive diffusion of the hydrophobic flavonoid-aglyca may occur across cell membranes, alongside with other modes of permeation. Flavonoids antioxidative potential is mediated by complex effects on gene expression. The present work uses data from cDNA-arrays to highlight interactions with genes involved in cellular defense. Specifically, scutellarein, hispidulin, quercetin and xanthohumol downregulate expression for STK4, CHD4, ARHGDIB, IL16, ISG20, PFN1 and SOD2. In addition, flavonoids consistently downregulate ADAR1-expression, which drops to 0,1-fold of reference values and is paralleled by scutellarein-effects on ADAR1-protein-expression. Together, these findings indicate, that ADAR-mediated enzymatic deamination may be modulated by flavonoids. Similar effects are noted on related genes (ADAR2, APOBEC3B, APOBEC3C, APOBEC3F and APOBEC3G), relevant to posttranscriptional processing underlying immune defense and neuroprotection. Glutamate receptors count among the most important neuronal substrates of ADAR. Following exposure to scutellarein a decrease in deamination rates is confirmed with respect to the glutamate receptor subunit GluR 2 (Q/R-site). As a result, an enhanced Ca2+-permeability of the respective ion channels is anticipated, and modified neuronal excitability. Overall, the regulation of enzymatic deamination by flavonoids offers opportunities for multilevel balancing of cell homeostasis. Thus deaminations may interfere with the replication cycle of viral pathogens. Using an ex-vivo HBV-infection model and three parameters of viral replication (viral load, HBs and HBe indices), antiviral properties of scutellarein are illustrated. Despite extensive investigation, it remains to be seen whether these effects can be ascribed to deaminations of viral DNA or to an interaction with other substrates, e.g. the viral polymerase. In summary, the present observations serve to foster our understanding of flavonoids roles in neuroprotection and immune defense.
KW  - Flavonoide
KW  - Cytotoxizität
KW  - Immunmodulation
KW  - Genexpression
KW  - Hepatitis-B-Virus
KW  - Neuroprotektion
KW  - cDNA-Array
KW  - Glutamatrezeptoren
KW  - Exzitotoxizität
KW  - posttranskriptionale Modifikation
KW  - neuroprotection
KW  - cDNA-array
KW  - glutamate receptors
KW  - excitotoxicity
KW  - posttranscriptional modification
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-26627
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dreiseitel, Andrea
T1  - In vitro bioactivities of dietary anthocyanins and proanthocyanidins: implications for bioavailability, neuroprotection and safety
T1  - In vitro-Bioaktivitäten von Anthocyanen und Proanthocyanidinen im Hinblick auf Bioverfügbarkeit, Neuroprotektion und Sicherheitsaspekte
N2  - Over the past decades, awareness has increased of multiple health-promoting effects of diets rich in anthocyanins and proanthocyanidins and, specifically, of these compounds’ potential for conferring neuroprotection. The present study compiles evidence obtained in vitro that expands our understanding of anthocyanin and proanthocyanidin functionalities at multiple levels. Firstly, anthocyanin and anthocyanidin bioavailability was addressed using a combination of ATPase assays, dye extrusion assays and vesicular transport assays. This approach highlights the contribution made by efflux transporters MDR1 and BCRP to the absorption of berry polyphenols and to their distribution to target tissues including the central nervous system. All test compounds interacted with the BCRP transporter in vitro, seven emerged as potential BCRP substrates and 12 as potential inhibitors of BCRP. Two anthocyanidins, malvidin and petunidin, exhibited bimodal activities, serving as BCRP substrates at low micromolar concentrations and, at higher concentrations, as BCRP inhibitors. Effects on MDR1, in contrast, were weak, as only aglycones exerted mild inhibitory activity in the high micromolar range. Distinct affinities of several anthocyanins and the respective aglycones for BCRP suggest that they may be actively transported out of endothelia. Agents that interfere with BCRP activity are therefore likely to facilitate crossing of the intestinal and blood-brain barriers and to augment anthocyanin bioavailability. Secondly, novel modes of action were sought to rationalize berry polyphenols’ direct modulation of neuronal transmission as opposed to their non-specific antioxidant activities. The candidate effectors include cellular monoamine oxidases (MAO) A and B, hypoxia inducible factor (HIF), the proteasome, and phospholipase A2 (PLA2). Elevated MAO activity has long been implicated in the etiology of depression, anxiety and neurodegenerative illness. MAO inhibiting compounds may thus hold promise in the prevention of behavioral symptoms and cognitive decline. For both MAO isoforms, inhibitory effects of anthocyanins and anthocyanidins are illustrated by IC50 values in the low micromolar range whereas proanthocyanidins and phenolic metabolites were less effective inhibitors. Kinetic analyses, performed with cyanidin and cyanidin-3-glucoside, indicated a competitive interaction of cyanidin in terms of MAO A, plus a mixed competitive and non-competitive mode of interaction of cyanidin in terms of MAO B as well as of cyanidin-3-glucoside with respect to both enzyme isoforms. Thus MAO inhibition by anthocyanins and their aglycones in vitro lends support to central nervous functionalities of diets rich in berry polyphenols and opens new opportunities in the prevention of neuronal pathologies. Effects on HIF expression were examined to assess candidate compounds’ role in enhancing cellular resistance to oxidative stress. By inducing a dose-dependent increase in HIF expression, delphinidin may initiate a variety of cellular survival processes that are inhibited by free iron. This finding argues in favor of iron-chelating properties as a further means of mediating neuroprotection. Other inducers of HIF expression in neuroblastoma cells included gallic acid, cyanidin and bilberry extract, all of which may modulate HIF-dependent transcription of downstream genes.
N2  - Im Laufe der letzten Jahrzehnte wurde die Vielzahl gesundheitsfördernder Effekte einer Anthocyan- und Proanthocyanidin-reichen Ernährung verstärkt wahrgenommen, insbesondere das Potenzial dieser Substanzen neuroprotektive Wirkungen zu erzielen. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit zusammengetragenen in vitro-Befunde belegen dies und erweitern unser Verständnis über die facettenreiche Funktionalität von Anthocyanen und Proanthocyanidinen. Zunächst wurde mit einer Kombination indirekter und direkter Transporter-Assays die Bioverfügbarkeit von Anthocyanen und Anthocyanidinen thematisiert. Dieser Ansatz betont, dass die Efflux-Transporter MDR1 und BCRP einen wichtigen Beitrag zur Absorption von polyphenolischen Beereninhaltsstoffen und zu deren anschließender Verteilung auf Zielgewebe, einschließlich des Zentralnervensystems, leisten können. Alle Testsubstanzen traten in vitro in Wechselwirkung mit dem BCRP-Transporter, wobei sich sieben als potenzielle BCRP-Substrate und 12 als potenzielle Inhibitoren herausstellten. Zwei Anthocyanidine, Malvidin und Petunidin, zeigten bimodale Aktivitäten, indem sie in niedrigen mikromolaren Konzentrationen als BCRP-Substrate dienten und in höheren Konzentrationen als Hemmstoffe. Im Gegensatz dazu waren die Effekte auf den MDR1-Transporter nur gering, wobei lediglich die Aglykone nur schwache hemmende Wirkungen im höheren mikromolaren Konzentrationsbereich zeigten. Die ausgeprägten Affinitäten einiger Anthocyane und Aglykone zum BCRP-Transporter legen nahe, dass diese Verbindungen aktiv aus Endothelien transportiert werden. Somit könnten Substanzen, die mit BCRP wechselwirken aller Voraussicht nach den Transport von Anthocyanen und Anthocyanidinen über die Blut-Hirn-Schranke und die gastrointestinale Barriere begünstigen und somit deren Bioverfügbarkeit steigern. Der zweite Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag in der Suche nach neuen Wirkmechanismen, die sich für eine direkte Modulation der neuronalen Signalübertragung durch polyphenolische Beereninhaltsstoffe eignen, im Gegensatz zu bereits bekannten nicht-spezifischen antioxidativen Aktivitäten. Als mögliche Effektoren kommen hier die Monoaminoxidasen (MAO) A und B, der Hypoxie-induzierbare Faktor (HIF), das Proteasom und die Phospholipase A2 (PLA2) in Betracht. Einer erhöhten Monoaminoxidase-Aktivität wird schon seit langem eine Rolle in der Ätiologie depressiver, Angst- und neurodegenerativer Erkrankungen zugeschrieben. Somit könnten Monoaminoxidase-hemmende Stoffe vielversprechende präventive Wirkungen auf krankheitsbedingte Verhaltenssymptome und kognitive Abbauprozesse ausüben. Für beide MAO-Isoformen zeigten Anthocyane und Anthocyanidine hemmende Wirkungen im niedrigen mikromolaren Bereich, wohingegen sich Proanthocyanidine und phenolische Metabolite als weniger effektive Inhibitoren herausstellten. Mit Cyanidin und Cyanidin-3-glucosid durchgeführte Untersuchungen zur Enzymkinetik gaben Hinweise auf kompetitive Wechselwirkungen von Cyanidin bezüglich MAO A. Gemischt kompetitive und nicht-kompetitive Wechselwirkungen wurden für Cyanidin bezüglich MAO B, sowie für Cyanidin-3-glucosid hinsichtlich beider Isoenzme ermittelt. Somit befürworten diese MAO-hemmenden Eigenschaften von Anthocyanen und deren Aglykonen eine Ernährung, die reich an polyphenolischen Beereninhaltsstoffen ist, und eröffnen neue Möglichkeiten bei der Prävention neuronaler Erkrankungen. Zur Beurteilung einer Wirkung von Beereninhaltsstoffen im Hinblick auf die Steigerung der zellulären Widerstandsfähigkeit gegenüber oxidativem Stress wurden ferner Effekte der Testsubstanzen auf die HIF-Expression untersucht. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Delphinidin aufgrund konzentrationsabhängiger Erhöhung der HIF-Expression eine Reihe zellulärer Überlebensprozesse einleiten könnte, die durch freies Eisen gehemmt werden. Auf diese Weise könnten Anthocyane durch ihre Eisen-chelierenden Fähigkeiten Neuroprotektion vermitteln. Gallussäure, Cyanidin und Heidelbeerextrakt bewirkten ebenfalls eine Induktion der HIF-Expression in Neuroblastom-Zellen und gelten somit als weitere Kandidaten, welche die HIF-abhängige Transkription nachgeschalteter Gene modulieren könnten.
KW  - Anthocyane
KW  - Bioverfügbarkeit
KW  - Blut-Hirn-Schranke
KW  - Cytochrom P-450
KW  - Flavonoide
KW  - Neuroprotektion
KW  - neuroprotection
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-57550
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Boltze, Johannes
A1  - Kleinschnitz, Christoph
A1  - Reymann, Klaus G.
A1  - Reiser, Georg
A1  - Wagner, Daniel-Christoph
A1  - Kranz, Alexander
A1  - Michalski, Dominik
T1  - Neurovascular pathophysiology in cerebral ischemia, dementia and the ageing brain – current trends in basic, translational and clinical research
JF  - Experimental & Translational Stroke Medicine
N2  - The 7th International Symposium on Neuroprotection and Neurorepair was held from May 2nd to May 5th, 2012 in Potsdam, Germany. The symposium, which directly continues the successful Magdeburg meeting series, attracted over 330 colleagues from 29 countries to discuss recent findings and advances in the field. The focus of the 2012 symposium was widened from stroke and traumatic brain injury to neurodegenerative diseases, notably dementia, and more generally the ageing brain. Thereby, emphasis was given on neurovascular aspects of neurodegeneration and stroke including the blood–brain barrier, recent findings regarding the pathomechanism of Alzheimer’s disease, and brain imaging approaches. In addition, neurobiochemical aspects of neuroprotection, the role of astrogliosis, the clinical progress of cell-based approaches as well as translational hurdles and opportunities were discussed in-depth. This review summarizes some of the most stimulating discussions and reports from the meeting.
KW  - translational research
KW  - small vessel disease
KW  - Alzheimer’s disease
KW  - cerebral ischemia
KW  - neurorepair
KW  - neuroprotection
KW  - vascular dementia
KW  - mitochondria
KW  - astrogliosis
KW  - in vivo imaging
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-126679
VL  - 4
IS  - 14
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gerlach, Manfred
A1  - Maetzler, Walter
A1  - Broich, Karl
A1  - Hampel, Harald
A1  - Rems, Lucas
A1  - Reum, Torsten
A1  - Riederer, Peter
A1  - Stäffler, Albrecht
A1  - Streffer, Johannes
A1  - Berg, Daniela
T1  - Biomarker candidates of neurodegeneration in Parkinson's disease for the evaluation of disease-modifying therapeutics
JF  - Journal of Neural Transmission
N2  - Reliable biomarkers that can be used for early diagnosis and tracking disease progression are the cornerstone of the development of disease-modifying treatments for Parkinson’s disease (PD). The German Society of Experimental and Clinical Neurotherapeutics (GESENT) has convened a Working Group to review the current status of proposed biomarkers of neurodegeneration according to the following criteria and to develop a consensus statement on biomarker candidates for evaluation of disease-modifying therapeutics in PD. The criteria proposed are that the biomarker should be linked to fundamental features of PD neuropathology and mechanisms underlying neurodegeneration in PD, should be correlated to disease progression assessed by clinical rating scales, should monitor the actual disease status, should be pre-clinically validated, and confirmed by at least two independent studies conducted by qualified investigators with the results published in peer-reviewed journals. To date, available data have not yet revealed one reliable biomarker to detect early neurodegeneration in PD and to detect and monitor effects of drug candidates on the disease process, but some promising biomarker candidates, such as antibodies against neuromelanin, pathological forms of α-synuclein, DJ-1, and patterns of gene expression, metabolomic and protein profiling exist. Almost all of the biomarker candidates were not investigated in relation to effects of treatment, validated in experimental models of PD and confirmed in independent studies.
KW  - disease progression
KW  - biomarkers
KW  - neuroprotection
KW  - disease-modifying therapies
KW  - Parkinson’s disease
KW  - surrogate endpoints
KW  - drug development
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-125375
VL  - 119
IS  - 1
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Minnerup, Jens
A1  - Sutherland, Brad A.
A1  - Buchan, Alastair M.
A1  - Kleinschnitz, Christoph
T1  - Neuroprotection for Stroke: Current Status and Future Perspectives
JF  - International Journal of Molecular Science
N2  - Neuroprotection aims to prevent salvageable neurons from dying. Despite showing efficacy in experimental stroke studies, the concept of neuroprotection has failed in clinical trials. Reasons for the translational difficulties include a lack of methodological agreement between preclinical and clinical studies and the heterogeneity of stroke in humans compared to homogeneous strokes in animal models. Even when the international recommendations for preclinical stroke research, the Stroke Academic Industry Roundtable (STAIR) criteria, were followed, we have still seen limited success in the clinic, examples being NXY-059 and haematopoietic growth factors which fulfilled nearly all the STAIR criteria. However, there are a number of neuroprotective treatments under investigation in clinical trials such as hypothermia and ebselen. Moreover, promising neuroprotective treatments based on a deeper understanding of the complex pathophysiology of ischemic stroke such as inhibitors of NADPH oxidases and PSD-95 are currently evaluated in preclinical studies. Further concepts to improve translation include the investigation of neuroprotectants in multicenter preclinical Phase III-type studies, improved animal models, and close alignment between clinical trial and preclinical methodologies. Future successful translation will require both new concepts for preclinical testing and innovative approaches based on mechanistic insights into the ischemic cascade.
KW  - free radical scavenger
KW  - ischemic cascade
KW  - acute ischemic stroke
KW  - trial
KW  - focal cerebral-ischemia
KW  - interleukin-1 receptor antagonist
KW  - colony-stimulating factor
KW  - tissue-plasminogen activator
KW  - traumatic brain injury
KW  - placebo-controlled
KW  - alias pilot trial
KW  - damage cool aid
KW  - neuroprotection
KW  - ischemic stroke
KW  - translation
KW  - STAIR
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-134730
VL  - 13
IS  - 9
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Baune, Bernhard T.
A1  - Konrad, Carsten
A1  - Grotegerd, Dominik
A1  - Suslow, Thomas
A1  - Birosova, Eva
A1  - Ohrmann, Patricia
A1  - Bauer, Jochen
A1  - Arolt, Volker
A1  - Heindel, Walter
A1  - Domschke, Katharina
A1  - Schöning, Sonja
A1  - Rauch, Astrid V.
A1  - Uhlmann, Christina
A1  - Kugel, Harald
A1  - Dannlowski, Udo
T1  - Interleukin-6 gene (IL-6): a possible role in brain morphology in the healthy adult brain
JF  - Journal of Neuroinflammation
N2  - Background: Cytokines such as interleukin 6 (IL-6) have been implicated in dual functions in neuropsychiatric disorders. Little is known about the genetic predisposition to neurodegenerative and neuroproliferative properties of cytokine genes. In this study the potential dual role of several IL-6 polymorphisms in brain morphology is investigated. 
Methodology: In a large sample of healthy individuals (N = 303), associations between genetic variants of IL-6 (rs1800795; rs1800796, rs2069833, rs2069840) and brain volume (gray matter volume) were analyzed using voxel-based morphometry (VBM). Selection of single nucleotide polymorphisms (SNPs) followed a tagging SNP approach (e. g., Stampa algorigthm), yielding a capture 97.08% of the variation in the IL-6 gene using four tagging SNPs. Principal findings/results In a whole-brain analysis, the polymorphism rs1800795 (-174 C/G) showed a strong main effect of genotype (43 CC vs. 150 CG vs. 100 GG; x = 24, y = -10, z = -15; F(2,286) = 8.54, p(uncorrected) = 0.0002; p(AlphaSim-corrected) = 0.002; cluster size k = 577) within the right hippocampus head. Homozygous carriers of the G-allele had significantly larger hippocampus gray matter volumes compared to heterozygous subjects. None of the other investigated SNPs showed a significant association with grey matter volume in whole-brain analyses. 
Conclusions/significance: These findings suggest a possible neuroprotective role of the G-allele of the SNP rs1800795 on hippocampal volumes. Studies on the role of this SNP in psychiatric populations and especially in those with an affected hippocampus (e.g., by maltreatment, stress) are warranted.
KW  - aging brain
KW  - hippocampal neurogenesis
KW  - cholinergic neurons
KW  - neurothrophic factor
KW  - Alzheimers disease
KW  - neurite outgrowth
KW  - inflammatory cytokines
KW  - major depression
KW  - nervour system
KW  - dentate gyrus
KW  - genetics
KW  - inflammation
KW  - interleukin 6
KW  - neuroprotection
KW  - voxel-based morphometry
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-130804
VL  - 9
IS  - 125
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cox-Limpens, Kimberly E. M.
A1  - Vles, Johan S. H.
A1  - van den Hove, Daniel L. A.
A1  - Zimmermann, Luc Ji
A1  - Gavilanes, Antonio W. D.
T1  - Fetal asphyctic preconditioning alters the transcriptional response to perinatal asphyxia
JF  - BMC Neuroscience
N2  - Background: Genomic reprogramming is thought to be, at least in part, responsible for the protective effect of brain preconditioning. Unraveling mechanisms of this endogenous neuroprotection, activated by preconditioning, is an important step towards new clinical strategies for treating asphyctic neonates. Therefore, we investigated whole-genome transcriptional changes in the brain of rats which underwent perinatal asphyxia (PA), and rats where PA was preceded by fetal asphyctic preconditioning (FAPA). Offspring were sacrificed 6 h and 96 h after birth, and whole-genome transcription was investigated using the Affymetrix Gene1.0ST chip. Microarray data were analyzed with the Bioconductor Limma package. In addition to univariate analysis, we performed Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) in order to derive results with maximum biological relevance. 
Results: We observed minimal, 25% or less, overlap of differentially regulated transcripts across different experimental groups which leads us to conclude that the transcriptional phenotype of these groups is largely unique. In both the PA and FAPA group we observe an upregulation of transcripts involved in cellular stress. Contrastingly, transcripts with a function in the cell nucleus were mostly downregulated in PA animals, while we see considerable upregulation in the FAPA group. Furthermore, we observed that histone deacetylases (HDACs) are exclusively regulated in FAPA animals. 
Conclusions: This study is the first to investigate whole-genome transcription in the neonatal brain after PA alone, and after perinatal asphyxia preceded by preconditioning (FAPA). We describe several genes/pathways, such as ubiquitination and proteolysis, which were not previously linked to preconditioning-induced neuroprotection. Furthermore, we observed that the majority of upregulated genes in preconditioned animals have a function in the cell nucleus, including several epigenetic players such as HDACs, which suggests that epigenetic mechanisms are likely to play a role in preconditioning-induced neuroprotection.
KW  - Perinatal Asphyxia
KW  - oxidative stress
KW  - microarray
KW  - cerebral artery occlusion
KW  - ischemic brain injury
KW  - genomic response
KW  - protein aggregation
KW  - immediate early genes
KW  - neuroprotection
KW  - tolerance
KW  - rat
KW  - expression
KW  - transient global ischemia
KW  - ubiquitination
KW  - epigenetics
KW  - fetal preconditioning
KW  - neonatal brain
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-116185
VL  - 15
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Rottlaender, Andrea
A1  - Kuerten, Stefanie
T1  - Stepchild or prodigy? Neuroprotection in multiple sclerosis (MS) research
JF  - International Journal of Molecular Sciences
N2  - Multiple sclerosis (MS) is an autoimmune disorder of the central nervous system (CNS) and characterized by the infiltration of immune cells, demyelination and axonal loss. Loss of axons and nerve fiber pathology are widely accepted as correlates of neurological disability. Hence, it is surprising that the development of neuroprotective therapies has been neglected for a long time. A reason for this could be the diversity of the underlying mechanisms, complex changes in nerve fiber pathology and the absence of biomarkers and tools to quantify neuroregenerative processes. Present therapeutic strategies are aimed at modulating or suppressing the immune response, but do not primarily attenuate axonal pathology. Yet, target-oriented neuroprotective strategies are essential for the treatment of MS, especially as severe damage of nerve fibers mostly occurs in the course of disease progression and cannot be impeded by immune modulatory drugs. This review shall depict the need for neuroprotective strategies and elucidate difficulties and opportunities.
KW  - experimental autoimmune encephalomyelitis
KW  - white matter
KW  - lesions
KW  - remyelination
KW  - multiple sclerosis
KW  - regeneration
KW  - neuroprotection
KW  - degeneration
KW  - axonal damage
KW  - neurodegeneration
KW  - pathology
KW  - sodium channels
KW  - axonal injury
KW  - central nervous system
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-148416
VL  - 16
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schampel, Andrea
T1  - Beneficial therapeutic effects of the L-type calcium channel antagonist nimodipine in experimental autoimmune encephalomyelitis – an animal model for multiple sclerosis
T1  - Günstige therapeutische Effekte des L-Typ-Calciumkanal-Antagonisten Nimodipin in der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis  ̶  einem Tiermodell der Multiplen Sklerose
N2  - Multiple sclerosis (MS) is the most prevalent neurological disease of the central nervous system (CNS) in young adults and is characterized by inflammation, demyelination and axonal pathology that result in multiple neurological and cognitive deficits. The focus of MS research remains on modulating the immune response, but common therapeutic strategies are only effective in slowing down disease progression and attenuating the symptoms; they cannot cure the disease. Developing an option to prevent neurodegeneration early on would be a valuable addition to the current standard of care for MS. Based on our results we suggest that application of nimodipine could be an effective way to target both neuroinflammation and neurodegeneration. We performed detailed analyses of neurodegeneration in experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), an animal model of MS, and in in vitro experiments regarding the effect of the clinically well-established L-type calcium channel antagonist nimodipine. Nimodipine treatment attenuated the course of EAE and spinal cord histopathology. Furthermore, it promoted remyelination. The latter could be due to the protective effect on oligodendrocytes and oligodendrocyte precursor cells (OPCs) we observed in response to nimodipine treatment. To our surprise, we detected calcium channel-independent effects on microglia, resulting in apoptosis. These effects were cell type-specific and independent of microglia polarization. Apoptosis was accompanied by decreased levels of nitric oxide (NO) and inducible NO synthase (iNOS) in cell culture as well as decreased iNOS expression and reactive oxygen species (ROS) activity in EAE. Overall, application of nimodipine seems to generate a favorable environment for regenerative processes and could therefore be a novel treatment option for MS, combining immunomodulatory effects while promoting neuroregeneration.
N2  - Multiple Sklerose (MS) ist die häufigste neurologische Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS) von jungen Erwachsenen und charakterisiert durch Inflammation, Demyelinisierung und axonale Pathologie. Diese Prozesse bewirken zahlreiche neurologische und kognitive Defizite. Der Schwerpunkt in der MS-Forschung besteht derzeit vor allem in der Modulation der Immunantwort, jedoch sind herkömmliche Therapiestrategien bislang nur in der Lage die Progression der Erkrankung zu verlangsamen und die Symptome zu lindern, die Krankheit kann jedoch immer noch nicht geheilt werden. Die Möglichkeit, den Prozess der Neurodegeneration früh aufzuhalten, würde eine wertvolle Ergänzung zu herkömmlichen Therapien darstellen. Basierend auf den Ergebnissen dieser Studie schlagen wir vor, dass die Applikation von Nimodipin eine elegante Möglichkeit wäre, um sowohl die Neuroinflammation als auch die -degeneration zu bekämpfen. Um den Effekt des klinisch gut etablierten Calciumkanal-Antagonisten Nimodipin zu untersuchen, haben wir detaillierte Analysen der Degeneration in der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE), einem Tiermodell der MS, und in in vitro Untersuchungen durchgeführt. Applikation von Nimodipin verringerte das klinische Erscheinungsbild der EAE sowie die Histopathologie des Rückenmarkes. Außerdem förderte es die Regeneration. Die Ursache für letzteres liegt vermutlich am protektiven Effekt der Behandlung mit Nimodipin auf die Oligodendrozyten und deren Vorläuferzellen. Überraschenderweise, konnten wir Calciumkanal-unspezifische Effekte auf Mikroglia feststellen, die in Apoptose resultierten und sowohl Zelltyp-spezifisch als auch unabhängig von der Polarisierung der Mikrogliazellen waren. Apoptose wurde begleitet von reduzierten Spiegeln an Stickstoffmonoxid (NO) und der induzierbaren NO Synthase (iNOS) in Zellkultur, sowie einer reduzierten Expression von iNOS und dem geringeren Vorkommen von reaktiven oxygenen Spezies (ROS) in der EAE. Zusammenfassend gehen wir davon aus, dass die Applikation von Nimodipin eine günstige Umgebung für regenerative Prozesse schafft. Daher stellt die Applikation dieser Substanz eine neue Behandlungsmöglichkeit für die MS dar, insbesondere da sie Möglichkeiten der Immunmodulation mit der Förderung von Neuroregeneration verbindet.
KW  - Nimodipin
KW  - Multiple Sklerose
KW  - l-type calcium channel antagonist
KW  - experimental autoimmune encephalomyelitis
KW  - L-typ Calciumkanal Antagonist
KW  - experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis
KW  - neuroprotection
KW  - multiple sclerosis
Y1  - 2017
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-148952
ER  -