TY - THES A1 - Kreß, Luisa Sophia T1 - Determination of cytokine and axon guidance molecule profiles in patients with small fiber neuropathy T1 - Bestimmung von Zytokin- und Axon Guidance Molekül-Profilen bei Patienten mit Kleinfaserneuropathie N2 - The pathophysiological mechanisms of pain in small fiber neuropathy (SFN) are unclear. Based on experimental and clinical studies, sensitized nociceptors in the skin are reported to be involved in pain development. These nociceptors may be sensitized by cutaneous and systemic pain mediators e.g. pro- and anti-inflammatory cytokines. The aim of our study was, to measure the systemic and local gene expression of pro- and anti-inflammatory cytokines in white blood cells (WBC) as well as in primary fibroblasts and keratinocytes obtained from human skin of patients with SFN. Furthermore, gene expression levels of axon guidance molecules and their receptors, as potential regulators of the intraepidermal nerve fiber density (IENFD), were investigated. 55 patients and 31 healthy controls were prospectively recruited. Participants underwent extensive clinical phenotyping and blood sampling, 6-mm skin punch biopsies were taken from the right lateral calf and the upper thigh. Systemic relative gene expression levels (ΔG) of the interleukin (IL)-1β, IL-2, IL-6, IL-8, and tumor necrosis factor (TNF) was measured in WBC. Skin punch biopsies were taken to determine the IENFD and to obtain primary fibroblast and keratinocyte cell cultures. Skin cells were then used for investigation of ΔG in axon guidance molecules netrin 1 (NTN1) and ephrin A4 (EPHA4) as well as their receptors Unc5b receptor, and ephrin A4 (EFNA4) as well as cytokines IL-1β, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, TNF, and transforming growth factor (TGF). Systemically, gene expression of IL-2, IL-8, and TNF was higher in SFN patients compared to healthy controls. In keratinocytes, higher expression levels of NTN1 and TGF were found when comparing the SFN patients to the controls. In fibroblasts higher gene expression was shown in NTN1, Unc5b, IL-6, and IL-8 when comparing patients to healthy controls. The systemically and local elevated levels of pro-inflammatory, algesic cytokines in SFN patients compared to healthy controls, confirms a potential pathophysiological role in the development of neuropathic pain. Data also indicate fibroblasts and keratinocytes to influence subepidermal and intraepidermal nerve fiber growth through the expression of NTN1 and Unc5b. Thus, skin cells may contribute to the development of neuropathic pain through local denervation. N2 - Der Pathomechanismus von Schmerz bei Small fiber Neuropathie (SFN) ist unklar. Auf Grundlage tierexperimenteller und klinischer Studien wird die Einwirkung kutaner und systemischer Schmerzmediatoren auf sensibilisierte Nozizeptoren in der Haut als mögliche Ursache diskutiert. In diesem Zusammenhang gab es Hinweise auf die Bedeutung von pro- und anti-inflammatorischen Zytokinen in der Pathophysiologie neuropathischer Schmerzen. Ziel der Studie war es, die systemische und lokale Genexpression pro- und anti-inflammatorischer Zytokine in Leukozyten sowie kutanen Fibroblasten und Keratinozyten von Patienten mit SFN zu messen. Ferner wurde untersucht, inwieweit die Expression repellierender Axon Guidance Moleküle und ihrer Rezeptoren in Hautzellen die intraepidermale Nervenfaserdichte (IENFD) regulieren könnte. Insgesamt konnten 55 SFN PatientInnen und 31 gesunde KontrollprobandInnen prospektiv rekrutiert werden. Nach ausführlicher klinischer Phänotypisierung und Blutentnahme wurden bei allen StudienteilnehmerInnen 6-mm Hautstanzbiopsien am lateralen Unter- und Oberschenkel entnommen. Die Messung der systemisch relativen Genexpression (ΔG) der Zytokine Interleukin (IL)-1β, IL-2, IL-6, IL-8 und des tumor necrose factors (TNF) erfolgte aus Leukozyten. Aus den Hautstanzbiopsien, die u.a. zur Bestimmung der IENFD verwendet wurden, wurden außerdem Primärzellkulturen von Keratinozyten und Fibroblasten angelegt, aus denen die lokale ΔG von Axon Guidance Molekülen Netrin 1 (NTN1) und Ephrin A4 (EPHA4), deren Rezeptoren Unc5b, und Ephrin A4 receptor (EFNA4) sowie der Zytokine IL-1β, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, TNF und des transforming growth factors (TGF) erfolgte. Systemisch zeigte sich eine höhere Genexpression für IL-2, IL-8 und TNF bei SFN Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollen. In Keratinozyten konnten höhere Expressionen von NTN1 und TGF-β1 bei Vergleich der Patientengruppe mit der Kontrollgruppe nachgewiesen werden. In Fibroblasten zeigte sich im Gruppenvergleich eine höhere Genexpression für NTN1, Unc5b sowie für IL-6 und IL-8. Die systemisch und lokal bei SFN Patienten nachgewiesene höhere Expression algetischer, pro-inflammatorischer Zytokine verglichen mit Kontrollen unterstützt eine mögliche pathophysiologische Rolle bei der Entstehung von neuropathischen Schmerzen. Ferner weisen die Daten darauf hin, dass Fibroblasten und Keratinozyten durch die Expression von NTN1 und Unc5b Einfluss auf das subepidermale und intraepidermale Nervenfaserwachstum nehmen und durch lokale Denervierung bei der Entstehung neuropathischer Schmerzen mitwirken könnten. KW - Neuropathischer Schmerz KW - Pathomechanismus KW - Cytokine KW - small fiber neuropathy KW - axon guidance molecules KW - pathophysilogical mechanisms KW - cytokines KW - skin cells Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-209113 ER - TY - THES A1 - Wind, Teresa Elisabeth T1 - Einfluss von Alter und Polyneuropathie auf zeitliche Wahrnehmungsschwellen somatosensorischer und kinästhetischer Stimuli und propriozeptive Leistungsfähigkeit T1 - Temporal Discrimination Thresholds and Proprioceptive Performance: Impact of Age and Nerve Conduction N2 - Zeitliche Diskrimination somatosensorischer und kinästhetischer Stimuli wurde als neurophysiologisches Korrelat für propriozeptive Präzision postuliert und bei verschiedenen Bewegungsstörungen als pathologisch beschrieben. Ziel der Untersuchung war es, den Einfluss von Alter und Polyneuropathie auf die kinästhetische (TDMT) und taktile (STDT) zeitliche Wahrnehmungsschwelle sowie die propriozeptive Genauigkeit bei Zeigeversuchen systematisch zu untersuchen. Hierfür wurden 54 gesunde Probanden und 25 Polyneuropathie-Patienten im Alter zwischen 30 und 76 Jahren untersucht. Die STDT-Messung erfolgte mit Oberflächenelektroden, die an der Zeigefingerspitze bzw. am Großzehengrundgelenk angebracht wurden. Die TDMT-Werte wurden mit Hilfe einer sterilen Nadelelektrode erfasst, welche in den Musculus flexor carpi radialis bzw. Musculus tibialis anterior inseriert wurde. Die Daten zur Propriozeption wurden mit Hilfe eines Goniometers erhoben und beinhalteten dabei aktive Zeigeaufgaben (Zeigen auf eine LED, Nachahmung einer Bewegung anhand einer auf einem Computerbildschirm dargebotenen PFEIL-Darstellung unterschiedlicher Länge) und die Einschätzung der Position der jeweiligen Extremität nach passiver Bewegung (PASSIV). Die Messungen erfolgten jeweils ohne visuelle Rückmeldung. Die Zeigefehler (Abweichung von der Zielposition) bzw. Schätzfehler (Abweichung der geschätzten von der tatsächlichen Position nach passiver Auslenkung) wurden als Maß der propriozeptiven Präzision verwendet. Die Ergebnisse der gesunden Probandengruppe zeigten, dass höheres Alter mit höheren STDT- und TDMT-Werten korrelierte. Die Polyneuropathie-Patienten erzielten in allen Bereichen (Diskriminationsschwellen und Propriozeptionsaufgaben) signifikant schlechtere Ergebnisse als die gesunde Kontrollgruppe. Zusätzlich konnte eine statistisch signifikante positive Korrelation zwischen der propriozeptiven Präzision bei den aktiven Zeige-Aufgaben (LED und PFEIL) und den zeitlichen Diskriminationsschwellen (STDT und TDMT) gezeigt werden. In Anbetracht dieser Ergebnisse sollten das Patienten-Alter und mögliche Störungen der peripheren Nervenleitung berücksichtigt werden, wenn STDT-und TDMT-Bestimmungen bei Patienten mit Bewegungsstörungen angewendet werden. Die Korrelation zwischen den Diskriminationsschwellen und der Performance bei aktiven Zeigeversuchen (PFEIL- und LED-Aufgabe) legt nahe, dass STDT und TDMT Indikatoren der propriozeptiven Funktion sein könnten. Es ist weitere Forschungsarbeit notwendig, um diese Beziehung exakt zu beleuchten. Im Falle einer Bestätigung der Befunde auch bei Patienten mit Bewegungsstörungen erscheint denkbar, dass sich STDT und TDMT als vergleichsweise leicht messbare und gut quantifizierbare Parameter der Propriozeption herausstellen mit Potenzial zur differenzialdiagnostischen Anwendung, möglicherweise aber auch als Surrogatparameter einer gezielten rehabilitativen Behandlung. N2 - Objective: To assess the association of somatosensorytemporal discriminationthreshold (STDT) and temporal movement discrimination threshold (TDMT) with age and proprioception. Methods: STDT and TDMT were assessed in 54 healthy subjects aged 30 to 76 yearsand 25 patients with PNP. STDT was tested with surface electrodes placed over the thenar or dorsal foot region. TDMT was probed with needle electrodes in flexor carpiradialis and tibialis anterior muscle. Limb proprioception was assessed by active pointing tasks and by limb position estimation with goniometer-based devices.Pointing (or estimation) error was taken as a measure of proprioceptive performance. Results: Higher age was associated with higher STDT and TDMT, while age did not correlate with proprioceptive performance. In PNP patients,STDT, TDMT and active proprioceptive Peformance were worse at all sites as compared to controls. In Addition,proprioceptive performance in the active pointing task correlated with STDT and TDMT of upper extremities. Conclusions: Temporal discrimination thresholds may prove useful as surrogatemarkers of proprioceptive function. PNP-related impairment of afferent conduction shows high impact on STDT and TDMT. Significance: Comparable modulation of STDT and TDMT by age and peripheral neuropathy may support the notion that their differential changes in movement disorders may result from disease-specific modifications of central networks. KW - Propriozeption KW - Alter KW - Polyneuropathie KW - zeitliche Wahrnehmungsschwellen KW - STDT KW - TDMT KW - Temporal Discrimination Threshold KW - Proprioception KW - Polyneuropathy KW - Age Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-208047 ER - TY - THES A1 - Emmerich, Christoph T1 - Die Rolle der clathrin- und dynaminabhängigen Endozytose bei der Internalisation von anti-Amphiphysin-Autoantikörpern im Falle des Stiff-Person-Syndroms, untersucht am Zellkulturmodell hippocampaler Neurone T1 - The role of clathrin- and dynamin dependent endocytosis in internalisation of anti-amphiphysin-autoantibodies in case of Stiff-Person-Syndrom N2 - In dieser Arbeit wurde mit Hilfe von small-molecule Inhibitoren die Rolle von clathrin- und dynaminabhängigen Endozytosemechanismen bei der Aufnahme von anti-Amphiphysin-Autoantikörpern am Zellkulturmodell primärer hippocampaler Neurone untersucht. Hierbei konnte eine Beeinflussung der Autoaantikörperaufnahme durch die Intervention gezeigt werden. Außerdem erfolgte der Versuch der Etablierung eines siRNA knockdowns unter Zuhilfenahme unterschiedlicher Traansfektionsreaaagenzien. N2 - This thesis investigated the role of clathrin and dynamin dependent endocytosis in internalisation of anti-amphiphysin-autoantibodies in primary mouse hippocampal neurons by using small molecule inhibitors. An influence in the uptake due to small molecule treatment can be shown. Furthermore an attempt of siRNA knockdown establishment was performed using different transfection reagents. KW - siRNA KW - small molecule KW - Stiff-Person-Syndrom KW - anti-Amphiphysin Antikörper KW - siRNA KW - small-molecule Inhibitoren KW - Stiff-Person-Syndrom KW - anti-amphiphysin antibodies KW - small-molecule inhibitors Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-209360 ER - TY - THES A1 - Brandt, Gregor A. T1 - Gait Initiation in Parkinson's Disease: The Interplay of Dopamine and Postural Control T1 - Der erste Schritt bei M. Parkinson: Der Zusammenhang zwischen Dopamin und posturaler Kontrolle N2 - Deterioration of gait and alterations of physiological gait initiation contribute significantly to the burden of disease in Parkinson's disease. This paper systematically investigates disease-specific alterations during the postural phases of gait initiation and demonstrates the influence of dopaminergic networks by assessing levodopa mediated improvements in motor performance and correlation of motor behavior with loss of striatal and cortical dopaminergic neurons. Particular attention is given to known confounders such as initial stance and anthropometrics. N2 - Störungen des Gangbildes und Veränderungen der physiologischen Bewegungsabläufe während des ersten Schrittes tragen einen signifikanten Teil zur Krankheitslast der Parkinsonerkrankung bei. Diese Veröffentlichung untersucht systematisch die krankheitsspezifischen Veränderungen der posturalen Phase des ersten Schrittes und demonstriert den Einfluss dopaminerger Netzwerke durch Untersuchungen Levodopa-induzierter Verbesserungen des Bewegungsablaufs und Korrelationen des Bewegungsverhaltens mit dem Verlust striataler und kortikaler dopaminerger Neuronen. Besondere Sorgfalt wurde bekannten modifizierenden Faktoren wie initaler Standbreite und anthropometrischen Größen zu Teil. KW - Parkinson-Krankheit KW - Parkinson's Disease KW - Gait initiation KW - Motor Control KW - Dopamine Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-214636 ER - TY - THES A1 - Purrer, Veronika T1 - Nicht-motorische Begleitsymptome bei Patienten mit Essentiellen Tremor T1 - Non-motor symptoms in patients with essential tremor N2 - Der essentielle Tremor (ET) ist eine der häufigsten Bewegungsstörungen, welcher lange Zeit als rein motorische Störung angesehen wurde. Aufgrund zunehmender Belege über nicht-motorisch Begleitsymptome wandelte sich dieses Bild jedoch in den letzten Jahren zunehmend. In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir 113 Probanden aus der Allgemeinbevölkerung mit klinisch definitiven oder wahrscheinlichen ET anhand einer breiten Batterie neuro-psychologischer Testverfahren. Es gelang hierbei signifikante Unterschiede im Vergleich zu gesunden Eichstichproben im Hinblick auf neuro-psychologische Charakteristika, wie Apathie, Ängstlichkeit und exekutive Dysfunktion, sowie deren negativen Einfluss auf die Lebensqualität der Probanden darzustellen. Bisher werden im klinischen Alltag nicht-motorische Begleitphänomene beim ET nicht regelhaft erfasst; aufgrund unserer Ergebnisse und der Relevanz vor allem im Hinblick auf die Lebensqualität des Einzelnen halten wir jedoch die Erfassung und gegebenenfalls Behandlung dieser Symptome für ebenso relevant. N2 - Essential tremor (ET) is one of the most common movement disorders, which was previously considered a purely motor disorder. Due to increasing evidence of non-motor symptoms, however, this picture has changed recently. In the present study we investigated 113 subjects from the general population with clinically definite or probable ET using a broad battery of neuro-psychological screening tools. Thereby, significant differences in neuro-psychological characteristics, such as apathy, anxiety and executive dysfunction, as well as their negative impact on the quality of life of the subjects could be demonstrated in comparison to healthy samples. Up to now, non-motor symptoms in ET are generally not been recorded in the clinical routine; however, based on our findings and the relevance to the individual's quality of life in particular, we consider the assessment and, where appropriate, treatment of these symptoms to be equally relevant. KW - Essentieller Tremor KW - Nicht-motorische Begleitsymptome KW - ET Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-193665 ER - TY - THES A1 - Hirschmann, Anna T1 - microRNA-Genexpressionsprofile in Blut-, Haut- und Nervenproben von Patienten mit Polyneuropathien T1 - microRNA gene expression profiles in blood, skin and nerve samples of patients with polyneuropathy N2 - Die Polyneuropathie (PNP) ist die häufigste Störung des peripheren Nervensystems bei Erwachsenen. Die Suche nach der Ursache bleibt in vielen Fällen erfolglos, ist aber unverzichtbar, da die Therapiewahl von der Ätiologie der Erkrankung abhängt. Geeignete Biomarker könnten die Differentialdiagnose unter Umständen erleichtern. microRNAs (miRNAs) sind in dieser Hinsicht vielversprechend, da in vielen Studien bei Nervende- und regenerationsprozessen sowie in neuropathischen Schmerzmodellen eine Dysregulation beschrieben wurde. In dieser Studie wurde die Expression zweier miRNAs, miR-103a und miR-let-7d, sowie eines Zielmoleküls der miR-103a, des Kalziumkanals Cav1,2, in einer großen Kohorte von PNP-Patienten unterschiedlicher Ätiologie in Blut, Haut- und Nervenbiopsien untersucht. Insgesamt wurden 116 Patienten und 22 Kontroll-probanden in die Studie eingeschlossen. Nach der Isolation von RNA aus weißen Blutzellen (WBC), Haut- und Nervenbiopsien folgte die Expressionsbestimmung mittels qRT-PCR. Während sich jeweils Unterschiede zwischen PNP-Patienten und Kontrollen und zwischen Patienten mit entzündlicher und solchen mit nicht-entzündlicher PNP zeigten, wurden keine Unterschiede in der Expression zwischen den ätiologischen Subgruppen oder zwischen Patienten mit schmerzhafter und schmerzloser PNP festgestellt. In den Nervenbiopsien der Patientenkohorte ergab sich eine inverse Korrelation der miR-103a und ihrem Zielgen Cacna1c, die darauf hinweisen könnte, dass Cacna1c von der miR-103a negativ reguliert wird. Da in unserer Patientenkohorte keine Unterschiede zwischen den PNP-Subgruppen auftraten, scheint der Einsatz der miR-103a und miR-let-7d als diagnostische Biomarker zur ätiologischen Einordnung einer PNP nicht gerechtfertigt. Dennoch deuten unsere Ergebnisse auf eine mögliche Rolle der untersuchten miRNAs bei Entstehung und Verlauf von PNP hin. Für ein tieferes pathophysiologisches Verständnis der miRNAs vor allem bei entzündlichen Neuropathien, könnte die Untersuchung von weiteren miRNAs und Zielgenen Aufschluss geben. N2 - Polyneuropathies (PNP) are the most frequent disorder of the peripheral nervous system in adults. Since the choice of therapy depends on it, the etiological diagnostic is essential but often remains without results so far. The differential diagnosis could be facilitated by a suitable biomarker. In this respect, microRNA (miRNA) are promising because their dysregulation has been described in processes of nerve degeneration and regeneration as well as in neuropathic pain models. This study investigated the expression of two miRNA, miR-103a and miR-let-7d, and the calcium channel Cav1.2, a target of miR-103a, in a large cohort of PNP patients with different etiology in blood, skin and nerve samples. Altogether, 116 patients and 22 controls have been included in the study. Expressional analysis via qRT-PCR succeeded the isolation of RNA out of white blood cells (WBC), skin and nerve biopsies. Differences have been found between PNP patients and controls and between patients with inflammatory and non-inflammatory PNP. No differences have been recorded between the etiological subgroups or between painful and painless PNP. miR-103a and its target Cacna1c correlated inversely in nerve which could be an indication for Cacna1c being negatively regulated by miR-103a. miR-103a and miR-let-7d do not seem to be appropriate diagnostic biomarkers for the etiological classification of PNP as there have not been found any differences between the PNP subgroups. Nevertheless, our results suggest that miRNA may play a part in the development and the progression of PNP. The investigation of further miRNA and targets could provide insight into a deeper pathophysiological understanding of miRNA, especially in inflammatory neuropathies. KW - miRNS KW - Polyneuropathie KW - Genexpression KW - microRNA KW - miRNA KW - PNP KW - Neuropathischer Schmerz KW - neuropathic pain KW - gene expression Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-217010 ER - TY - THES A1 - Pozzi, Nicoló Gabriele T1 - Parkinson’s disease revisited: multiple circuitopathies T1 - Neuinterpretation des Morbus Parkinson als multiple Netzwerkerkrankung N2 - Parkinson’s disease (PD) is among the most common neurodegenerative conditions, and it is characterized by the progressive loss of dopaminergic neurons and a great variability in clinical expression. Despite several effective medications, it still causes disability as all patients show treatment-resistant symptoms and complications. A possible reason for this therapeutic-burden and great clinical variability lies in a probable misconception about its pathophysiology, one that focuses on neurodegeneration, while largely neglecting its functional consequences and the related compensatory changes. In this thesis, I expand on the hypothesis that some PD symptoms have a dysfunctional origin and reflect derangements of neural network dynamics, the means by which brain coordination supports any motor behaviour. In particular, I have investigated resting tremor and freezing of gait, two common symptoms with an enigmatic mechanism and suboptimal management. In the case of tremor, I predicted a pathological change in response to dopamine loss, which included the activation of noradrenergic (NA) neurons of the locus coeruleus (LC) projecting to the cerebellum. This compensatory LC activation that supports dopaminergic neurons might indeed come at the expense of tremor development. To assess the role of LC-NA in tremor development, I recorded tremor occurrence in the reserpinized rat model of PD, one of very few showing tremor, after selective lesioning (with the neurotoxin DSP-4) of the LC-NA terminal axons. DSP-4 induced a severe reduction of LC-NA terminal axons in the cerebellar cortex and this was associated with a significant reduction in tremor development. Unlike its development, tremor frequency and the akinetic rigid signs did not differ between the groups, thus suggesting a dopaminergic dependency. These findings suggest that the LC-NA innervation of the cerebellum has a critical role for PD tremor, possibly by exerting a network effect, which gates the cerebello-thalamic-cortical circuit into pathological oscillations upon a dopaminergic loss in the basal ganglia. In contrast, for the study of freezing of gait, I worked with human PD subjects and deep brain stimulation, a therapeutic neuromodulation device that in some prototypes also allows the recording of neural activity in freely-moving subjects. Gait freezing is a disabling PD symptom that suddenly impairs effective stepping, thus causing falls and disability. Also in this study, I hypothesized that the underlying pathophysiology may be represented by dysfunctional neural network dynamics that abruptly impair locomotor control by affecting the communication in the supraspinal locomotor network. To test this hypothesis, I investigated the coupling between the cortex and the subthalamic nucleus, two main nodes of the supraspinal locomotor network, in freely-moving subjects PD patients and also performed molecular brain imaging of striatal dopamine receptor density and kinematic measurements. I found that in PD patients, walking is associated with cortical-subthalamic stable coupling in a low-frequency band (i.e. θ-α rhythms). In contrast, these structures decoupled when gait freezing occurred in the brain hemisphere with less dopaminergic innervation. These findings suggest that freezing of gait is a “circuitopathy”, with dysfunctional cortical-subcortical communication. Altogether the results of my experiments support the hypothesis that the pathophysiology of PD goes beyond neurodegenerative (loss-of-function) processes and that derangement of neural network dynamics coincides with some disabling PD symptoms, thus suggesting that PD can be interpreted as the combination of multiple circuitopathies. N2 - Die Parkinson-Krankheit ist eine neurodegenerative Erkrankung mit einem progressiven Verlust dopaminerger Neurone, die trotz wirksamer Medikamente zur Einschränkung in der Lebensqualität führen kann. Eine mögliche Ursache für diese unzureichende Behandlung der Symptome liegt in einem möglichen Missverständnis über die Pathophysiologie der Krankheit, die sich auf die Neurodegeneration konzentriert. Bei der Parkinson-Krankheit können jedoch funktionelle Veränderungen aufgrund der Neurodegeneration sowie die damit verbundenen kompensatorischen Modifikationen sehr wichtig sein. Der Fokus meiner Dissertation liegt in der Bearbeitung der Hypothese, dass einige Symptome der Parkinson-Krankheit einen dysfunktionellen Ursprung haben können. Insbesodere habe ich den Ruhetremor und das Freezing-Phänomen, das eine Blockade des Gehens bedeutet, untersucht, um zu erklären, ob ein Störung der neuronalen Netzwerkdynamik diese Symptome verursachen kann. In dieser Arbeit wurde zuerst die Entwicklung des Ruhetremors bei der Parkinson-Krankheit untersucht. Meine Hypothese war, dass eine Aktivierung von projizierenden noradrenergen Fasern des Locus-Coeruleus zum Cerebellum das Auftreten des Tremors verursachen kann, welches durch den Verlust dopaminerger Neurone verursacht wird. Da die Aktivität des Locus-Coeruleus bei Patienten mit Parkisnon-Krankheit nicht messbar ist, wurde dies in einem Parkinson-Rattenmodell untersucht. Die Ratten wurden etweder mit Reserpin oder mit Reserpine plus eine Neurotoxin gegen noradrenerger Neuronen (DSP-4) behandelt. Diese Behandlung mit DSP-4 führte zur Degeneration noradrenerger Terminalen im Locus-Coeruleus. Das Auftreten von Tremor zwischen die beiden Gruppen von Ratten war unterschiedlich. Insbesondere entwickelten DSP-4 behandelte Ratten einen niedrigen Ruhetremor. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die noradrenerge Innervation des Cerebellums vom Locus-Ceruleus für das Auftreten des Ruhetremors eine große Rolle spielt. In der Frequenz des Tremors sowie in den akinetischen Symptomen konnte kein Unterschied zwischen den Gruppen festgestellt werden. Das zeigt, dass diese akinetischen Symptome vom Dopaminverlust abhängig sind. Die Kombination von Tremor und akinetischen Symptomen kann aufgrund eines patologischen Netzwerkeffekts entstehen, welche vom Verlust dopaminerger Neurone in den Basalganglien im Zusammenspiel mit der kompensatorischen Aktivierung noradrenerger Neurone des Locus-Coeruleus verursacht werden kann. Des Weiteren wurde der Ursprung des Freezing-Phänomens bei Patienten, die an der Parkinson-Krankheit leiden und eine therapeutische Behandlung mittels Tiefer Hirnstimulation (THS) bekommen haben, untersucht. Insbesodere konnten mittels neuer THS-Prototypen Messungen neuronaler Aktivität von Bewegungen durchgeführt werden. In dieser Studie stellte ich die Hypothese auf, dass die Pathophysiologie des Freezings durch eine fehlerhafte neuronale Dynamik der Bewegungsnetzwerke erklärt werden kann. Um dies zu testen, wurde die Kommunikation zwischen den zwei Hauptknoten des Bewegungsnetzwerkes, dem Kortex und dem Nucleus Subthalamicus, bei THS behandelten Parkinson-Patienten während des Gehens und den Freezing-Episoden untersucht. Zudem wurde bei diesen Patienten eine molekulare Darstellung der dopaminergen Rezeptoren in den Basalganglien durchgeführt. Zusätzlich wurden kinematischen Messungen der Bewegungen vorgenommen, die eine präzise Beschreibung des Freezings ermöglichen. Es konnte gezeigt werden, dass bei Patienten mit der Parkinson-Krankheit ein Zusammenhang von stabiler Kommunikation zwischen dem Kortex und dem Nucleus Subthalamicus bei einer bestimten Frequenz (d.h. θ-α-Rhythmen) beim Gehen besteht. Beim Auftreten des Freezing-Phänomens konnte diese Kommunikation in der Gehirnhemisphäre mit weniger dopaminerger Innervation nicht mehr nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Freezing-Phänomen eine „Circuitopathie“ ist, in der eine fehlerhafte Kommunikation zwischen kortikalen und subkortikalen Arealen zur Bewegungsblockade führen kann. Insgesamt stützen die Ergebnisse meiner Experimente die Hypothese, dass die Pathophysiologie der Parkinson-Krankheit sowohl über neurodegenerative Prozesse (Zellverlust) als auch über Störungen der neuronalen Netzwerkdynamik (Funktionsverlust) hinausgeht. Das deutet darauf hin, dass die Parkison-Krankheit als „Circuitopathie“ interpretiert werden kann. KW - Parkinson-Krankheit KW - freezing of gait KW - resting tremor KW - circuitopathies Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216715 ER - TY - JOUR A1 - Briese, Michael A1 - Saal-Bauernschubert, Lena A1 - Lüningschrör, Patrick A1 - Moradi, Mehri A1 - Dombert, Benjamin A1 - Surrey, Verena A1 - Appenzeller, Silke A1 - Deng, Chunchu A1 - Jablonka, Sibylle A1 - Sendtner, Michael T1 - Loss of Tdp-43 disrupts the axonal transcriptome of motoneurons accompanied by impaired axonal translation and mitochondria function JF - Acta Neuropathologica Communications N2 - Protein inclusions containing the RNA-binding protein TDP-43 are a pathological hallmark of amyotrophic lateral sclerosis and other neurodegenerative disorders. The loss of TDP-43 function that is associated with these inclusions affects post-transcriptional processing of RNAs in multiple ways including pre-mRNA splicing, nucleocytoplasmic transport, modulation of mRNA stability and translation. In contrast, less is known about the role of TDP-43 in axonal RNA metabolism in motoneurons. Here we show that depletion of Tdp-43 in primary motoneurons affects axon growth. This defect is accompanied by subcellular transcriptome alterations in the axonal and somatodendritic compartment. The axonal localization of transcripts encoding components of the cytoskeleton, the translational machinery and transcripts involved in mitochondrial energy metabolism were particularly affected by loss of Tdp-43. Accordingly, we observed reduced protein synthesis and disturbed mitochondrial functions in axons of Tdp-43-depleted motoneurons. Treatment with nicotinamide rescued the axon growth defect associated with loss of Tdp-43. These results show that Tdp-43 depletion in motoneurons affects several pathways integral to axon health indicating that loss of TDP-43 function could thus make a major contribution to axonal pathomechanisms in ALS. KW - amyotrophic lateral sclerosis KW - Tdp-43 KW - axonal transcriptome KW - nicotinamide Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-230322 VL - 8 ER - TY - JOUR A1 - Rauschenberger, Vera A1 - von Wardenburg, Niels A1 - Schaefer, Natascha A1 - Ogino, Kazutoyo A1 - Hirata, Hiromi A1 - Lillesaar, Christina A1 - Kluck, Christoph J. A1 - Meinck, Hans‐Michael A1 - Borrmann, Marc A1 - Weishaupt, Andreas A1 - Doppler, Kathrin A1 - Wickel, Jonathan A1 - Geis, Christian A1 - Sommer, Claudia A1 - Villmann, Carmen T1 - Glycine Receptor Autoantibodies Impair Receptor Function and Induce Motor Dysfunction JF - Annals of Neurology N2 - Objective Impairment of glycinergic neurotransmission leads to complex movement and behavioral disorders. Patients harboring glycine receptor autoantibodies suffer from stiff‐person syndrome or its severe variant progressive encephalomyelitis with rigidity and myoclonus. Enhanced receptor internalization was proposed as the common molecular mechanism upon autoantibody binding. Although functional impairment of glycine receptors following autoantibody binding has recently been investigated, it is still incompletely understood. Methods A cell‐based assay was used for positive sample evaluation. Glycine receptor function was assessed by electrophysiological recordings and radioligand binding assays. The in vivo passive transfer of patient autoantibodies was done using the zebrafish animal model. Results Glycine receptor function as assessed by glycine dose–response curves showed significantly decreased glycine potency in the presence of patient sera. Upon binding of autoantibodies from 2 patients, a decreased fraction of desensitized receptors was observed, whereas closing of the ion channel remained fast. The glycine receptor N‐terminal residues \(^{29}\)A to \(^{62}\)G were mapped as a common epitope of glycine receptor autoantibodies. An in vivo transfer into the zebrafish animal model generated a phenotype with disturbed escape behavior accompanied by a reduced number of glycine receptor clusters in the spinal cord of affected animals. Interpretation Autoantibodies against the extracellular domain mediate alterations of glycine receptor physiology. Moreover, our in vivo data demonstrate that the autoantibodies are a direct cause of the disease, because the transfer of human glycine receptor autoantibodies to zebrafish larvae generated impaired escape behavior in the animal model compatible with abnormal startle response in stiff‐person syndrome or progressive encephalitis with rigidity and myoclonus patients. KW - glycine receptor autoantibodies KW - behavioral disorders KW - neurology Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216005 VL - 88 IS - 3 SP - 544 EP - 561 ER - TY - JOUR A1 - Üçeyler, Nurcan A1 - Buchholz, Hans-Georg A1 - Kewenig, Susanne A1 - Ament, Stephan-Johann A1 - Birklein, Frank A1 - Schreckenberger, Mathias A1 - Sommer, Claudia T1 - Cortical Binding Potential of Opioid Receptors in Patients With Fibromyalgia Syndrome and Reduced Systemic Interleukin-4 Levels – A Pilot Study JF - Frontiers in Neuroscience N2 - Objective: We investigated cerebral opioid receptor binding potential in patients with fibromyalgia syndrome (FMS) using positron-emission-tomography (PET) and correlated our results with patients’ systemic interleukin-4 (IL-4) gene expression. Methods: In this pilot study, seven FMS patients (1 man, 6 women) agreed to participate in experimental PET scans. All patients underwent neurological examination, were investigated with questionnaires for pain, depression, and FMS symptoms. Additionally, blood for IL-4 gene expression analysis was withdrawn at two time points with a median latency of 1.3 years. Patients were investigated in a PET scanner using the opioid receptor ligand F-18-fluoro-ethyl-diprenorphine ([18F]FEDPN) and results were compared with laboratory normative values. Results: Neurological examination was normal in all FMS patients. Reduced opioid receptor binding was found in mid cingulate cortex compared to healthy controls (p < 0.005). Interestingly, three patients with high systemic IL-4 gene expression had increased opioid receptor binding in the fronto-basal cortex compared to those with low IL-4 gene expression (p < 0.005). Conclusion: Our data give further evidence for a reduction in cortical opioid receptor availability in FMS patients as another potential central nervous system contributor to pain in FMS. KW - fibromyalgia syndrome KW - PET KW - brain KW - opioid KW - IL-4 Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-204457 SN - 1662-453X VL - 14 ER -