TY - JOUR A1 - Molochnikov, Leonid A1 - Rabey, Jose M. A1 - Dobronevsky, Evgenya A1 - Bonuccelli, Ubaldo A1 - Ceravolo, Roberto A1 - Frosini, Daniela A1 - Grünblatt, Edna A1 - Riederer, Peter A1 - Jacob, Christian A1 - Aharon-Peretz, Judith A1 - Bashenko, Yulia A1 - Youdim, Moussa B. H. A1 - Mandel, Silvia A. T1 - A molecular signature in blood identifies early Parkinson's disease JF - Molecular Neurodegeneration N2 - Background: The search for biomarkers in Parkinson's disease (PD) is crucial to identify the disease early and monitor the effectiveness of neuroprotective therapies. We aim to assess whether a gene signature could be detected in blood from early/mild PD patients that could support the diagnosis of early PD, focusing on genes found particularly altered in the substantia nigra of sporadic PD. Results: The transcriptional expression of seven selected genes was examined in blood samples from 62 early stage PD patients and 64 healthy age-matched controls. Stepwise multivariate logistic regression analysis identified five genes as optimal predictors of PD: p19 S-phase kinase-associated protein 1A (odds ratio [OR] 0.73; 95% confidence interval [CI] 0.60-0.90), huntingtin interacting protein-2 (OR 1.32; CI 1.08-1.61), aldehyde dehydrogenase family 1 subfamily A1 (OR 0.86; 95% CI 0.75-0.99), 19 S proteasomal protein PSMC4 (OR 0.73; 95% CI 0.60-0.89) and heat shock 70-kDa protein 8 (OR 1.39; 95% CI 1.14-1.70). At a 0.5 cut-off the gene panel yielded a sensitivity and specificity in detecting PD of 90.3 and 89.1 respectively and the area under the receiving operating curve (ROC AUC) was 0.96. The performance of the five-gene classifier on the de novo PD individuals alone composing the early PD cohort (n = 38), resulted in a similar ROC with an AUC of 0.95, indicating the stability of the model and also, that patient medication had no significant effect on the predictive probability (PP) of the classifier for PD risk. The predictive ability of the model was validated in an independent cohort of 30 patients at advanced stage of PD, classifying correctly all cases as PD (100% sensitivity). Notably, the nominal average value of the PP for PD (0.95 (SD = 0.09)) in this cohort was higher than that of the early PD group (0.83 (SD = 0.22)), suggesting a potential for the model to assess disease severity. Lastly, the gene panel fully discriminated between PD and Alzheimer's disease (n = 29). Conclusions: The findings provide evidence on the ability of a five-gene panel to diagnose early/mild PD, with a possible diagnostic value for detection of asymptomatic PD before overt expression of the disorder. KW - cerebrospina KW - magnetic-resonance-spectroscopy KW - protein KW - biomarkers KW - E3 ubiquitin ligase KW - SCF KW - SKP1 KW - heat shock protein Hsc-70 KW - early diagnosis KW - fluid KW - alpha-synuclein KW - dehydrogenases KW - Alzheimer's disease KW - sporadic Parkinson's disease KW - blood biomarker KW - CSF KW - multiple system atrophy KW - clinical diagnosis KW - substantia nigra KW - gene expression Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-134508 VL - 7 IS - 26 ER - TY - THES A1 - Michel, Tanja Maria T1 - Die Konzentrationen von Brain-Derived-Neurotrophic-Factor (BDNF) und Neurotrophin (NT 3) in humanem Hirngewebe bei der Demenz vom Alzheimer-Typ und Psychosen aus dem schizophrenen Formenkreis T1 - Neurotrophic factors, BDNF and NT 3, and their role in the pathogenesis of schizophrenic psychoses and dementia of the Alzheimer`s type. N2 - In der Vergangenheit wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt, um die Bedeutung Neurotropher Faktoren (NTF) in der Pathogenese der Alzheimer Demenz bzw. schizophrener Psychosen besser zu verstehen, um daraus therapeutische Schlüsse zu ziehen (Hefti und Weiner, 1986; Koliatsos et al., 1991; Narisawa-Saito et al., 1996; Thome et al., 1996). Es stand zur Diskussion, ob es zu Veränderungen der BDNF- und NT 3-Konzentrationen in verschiedenen Gehirnregionen von Patienten mit DAT bzw. schizophrener Psychosen verglichen mit neuro-psychiatrisch unauffälligen Personen kommt, und darüber hinaus, ob diese ursächlich an der Entstehung dieser Erkrankungen beteiligt sein könnten. Wir fanden Veränderungen der NTF-Konzentrationen u.a. im zerebralen Cortex bei Patienten mit DAT. Die Hypothese, daß ein Mangel an NTF zu einer fortschreitenden Atrophie cholinerger Strukturen des basalen Vorderhirns und einer Degeneration hippocampaler Neuronen führt, wird somit durch unsere Ergebnisse bezüglich des zerebralen Cortex teilweise gestützt (Conner et al., 1997). Darüber hinaus zeigen sich Hinweise für eine kompensatorische Produktion bestimmter NTF, wie BDNF, in den Prädilektionsstellen der degenerativen Veränderungen, wie dem Hippocampus und der Substantia innominata. Dies wird durch Befunde anderer Arbeitsgruppen gestützt, die nach chronischer Degeneration und Apoptose cholinerger Vorderhirnzellen reaktives Dendritenwachstum erkennen konnten. Weitere Untersuchungen zeigen, daß Neuronen, die auf degenerative Veränderungen in der DAT empfindlich reagierten, ein hohes Maß an struktureller Plastizität zeigten, was als Teil einer kompensatorischen Reaktion bei der DAT interpretiert wird (Arendt et al., 1995c-d). Diese Vorgänge werden durch BDNF und NT 3 induziert und beeinflußt (Lindholm et al., 1994; Kang und Schumann, 1996; Bartrup et al., 1997; Canossa et al., 1997). Therapeutisch bewirkt beispielsweise die Infusion von NT 3 und NGF, nicht aber BDNF, eine Verbesserung der Gedächtnisleistung von gealterten Ratten (Fischer et al., 1994). Nach zerebralen hypoglykämischen, traumatischen und ischämischen Geschehnissen im Gehirn findet sich eine kompensatorisch erhöhte Produktion der NTF (Lindvall et al., 1992). In der Zusammenschau ist zu erkennen, daß die BDNF-Konzentration im zerebralen Kortex von Patienten mit schizophrener Psychose, verglichen mit neuro-psychiatrisch unauffälligen Kontrollpersonen, signifikant erhöht und die NT 3–Konzentration erniedrigt ist. Das spricht für eine unterschiedliche Verteilung und Funktionsweise beider Neurotrophine im ZNS, v.a. im zerebralen Cortex. Dies wird durch weitere Befunde der Literatur gestützt (Narisawa-Saito et al., 1996) sowie durch unsere Befunde bei der DAT und während des natürlichen Alterungsprozesses bestätigt. In unserer Arbeit zeigen sich Veränderungen der NTF-Konzentrationen bei Patienten mit schizophrenen Psychosen in Kortex und im limbischen System (Hippocampus: signifikante Erniedrigung der BDNF-Konzentration, Thalamus: signifikante Erhöhung der NT 3-Konzentration), für das in der Literatur makroskopische, mikroskopische und funktionelle Alterationen im Rahmen schizophrener Psychosen beschrieben sind (Benes et al., 1991; Shenton et al., 1992). In bildgebenden Verfahren sind strukturelle und funktionelle Veränderungen, die mit den Symptomen einer Schizophrenie korrelieren, festgestellt worden. Die meisten dieser Studien wurden an unmedizierten Patienten durchgeführt. Veränderungen im Gehirn dieser Patienten können damit direkt mit der Psychose und mit Vulnerabilitätsfaktoren, wie einer embryonalen Entwicklungsstörung, in Verbindung gebracht werden und sind eher nicht als Folge einer medikamentösen Therapie zu sehen (Gur, 1998). In einer anderen Studie wird gezeigt, daß sich keine Veränderungen der NTF-Konzentration von schizophrenen Patienten mit und ohne neuroleptische Therapie zeigen (Schramm et al., 1998; Takahashi et al., 2000). Darüber hinaus gibt es im Tiermodell keinen Anhaltspunkt für eine Veränderung der NTF-Konzentration in den von uns gemessenen Gehirnarealen durch chronische Neuroleptikagabe (Schramm et al., 1998; Takahashi et al., 2000). Dies spricht dafür, daß die in unserer Arbeit gefundenen Veränderungen der NTF-Konzentration bei Patienten mit Erkrankung aus dem schizophrenen Formenkreis in Zusammenhang mit der Psychose selbst bzw. deren Ätiopathogenese stehen und kein Epiphänomen oder psychopharmakologisches Artefakt darstellen, somit findet sich weiter Evidenz für die Neurotrophinhypothese schizophrener Psychosen. Unsere Ergebnisse zeigen unterschiedliche Veränderungen der NTF im Rahmen beider Erkrankungen v.a. in den entsprechenden pathognomonischen Gehirnregionen (SCH und DAT). Dies deutet auf die unterschiedlichen Rollen der NTF im Krankheitsprozeß dieser Erkrankungen hin. Es läßt sich der Schluß daraus ableiten, daß DAT und schizophrene Psychosen vermutlich auf unterschiedliche Pathomechanismen zurück-zuführen sind. N2 - Neurotrophic factors, BDNF and NT 3, and their role in the pathogenesis of schizophrenic psychoses and dementia of the Alzheimer`s type. Since the discovery of neurotrophic factors the understanding of their function in the pathogenesis of several neurological and psychiatric diseases has increased. They play a key role not only in the developing brain but as well in the maintenance of neuronal plasticity of the adult brain. A disturbance of neuronal development plays an important role in the etiopathogenesis of certain types of schizophrenic psychoses. This postulates that there is an alteration in cytoarchitecture and neuronal plasticity of different brain areas, which can result from a disturbed balance of neurotrophic factors like brain-derived-neurotrophic-factor (BDNF) and neurotrophin 3 (NT3) (Thome et al., 1998, J Neural Transm 105, 85-100). In order to test this hypothesis we measured the BDNF- and NT3-levels in post mortem brain tissue from schizophrenic patients using ELISA technique. There was a significant increase in BDNF-levels in the frontal, temporal and parietal area of the cortex, whilst there was a decrease in NT3- level of the temporal cortex, compared with age matched controls. The concentration of BDNF was detected as being significantly decreased in the hippocampus as well as NT3-levels of thalamus. These findings lead to further evidence for the „neurotrophin hypothesis“ of schizophrenic psychoses. In contrast to the maldevelopmental hypothesis of schizophrenic psychoses the defining feature of Alzheimer`s disease is a progressive degeneration taking place in the aging brain. The post-mortem identification of neuritic plaques and neurofibrillary tangels in the brain, and the degeneration of cholinergic neurons of the basal forebrain are significant neuropathological findings which are critically involved in the etiopathogenesis of Alzheimer`s disease. The neurotrophins are partly responsible for the maintenance of neuronal function and structural integrity in the adult brain. For this reason we decided to investigate the levels of BDNF and NT3 in post mortem brain tissue of Alzheimer`s disease patients. We observed a significant increase of BDNF concentration in hippocampus and substantia innominata, and a significant decrease in parietal cortex of Alzheimer`s disease patients, as well as decreased NT3-levels in putamen and frontal cortex and an increase in the substantia innominata. Our results provide further evidence that under conditions of progressive neurodegeneration the brain stimulates the over expression of certain neurotrophic factors as possible mechanisms of compensation. KW - Neurotrophine KW - Schizophrenie KW - Morbus Alzheimer KW - BDNF KW - Demenz KW - neurotrophins KW - schizophrenia KW - Alzheimer's disease KW - BDNF KW - dementia Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-4493 ER - TY - JOUR A1 - Katzorke, Andrea A1 - Zeller, Julia B. M. A1 - Müller, Laura D. A1 - Lauer, Martin A1 - Polak, Thomas A1 - Reif, Andreas A1 - Deckert, Jürgen A1 - Herrmann, Martin J. T1 - Reduced activity in the right inferior frontal gyrus in elderly APOE-E4 carriers during a verbal fluency task JF - Frontiers in Human Neuroscience N2 - Apolipoprotein-E4 (APOE-E4) is a major genetic risk factor for developing Alzheimer’s disease (AD). The verbal fluency task (VFT), especially the subtask category fluency, has shown to provide a good discrimination between cognitively normal controls and subjects with AD. Interestingly, APOE-E4 seems to have no effect on the behavioral performance during a VFT in healthy elderly. Thus, the purpose of the present study was to reveal possible compensation mechanisms by investigating the effect of APOE-E4 on the hemodynamic response in non-demented elderly during a VFT by using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). We compared performance and hemodynamic response of high risk APOE-E4/E4, -E3/E4 carriers with neutral APOE-E3/E3 non-demented subjects (N = 288; 70–77 years). No difference in performance was found. APOE-E4/E4, -E3/E4 carriers had a decreased hemodynamic response in the right inferior frontal junction (IFJ) with a corresponding higher response in the left middle frontal gyrus (MFG) during category fluency. Performance was correlated with the hemodynamic response in the MFG. We assume a compensation of decreased IFJ brain activation by utilizing the MFG during category fluency and thus resulting in no behavioral differences between APOE-groups during the performance of a VFT. KW - psychiatry KW - near-infrared spectroscopy KW - verbal fluency task KW - apolipoprotein-E4 KW - Alzheimer's disease KW - elderly Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-171892 VL - 11 ER -