TY  - JOUR
A1  - Langhauser, Friederike
A1  - Casas, Ana I.
A1  - Dao, Vu-Thao-Vi
A1  - Guney, Emre
A1  - Menche, Jörg
A1  - Geuss, Eva
A1  - Kleikers, Pamela W. M.
A1  - López, Manuela G.
A1  - Barabási, Albert-L.
A1  - Kleinschnitz, Christoph
A1  - Schmidt, Harald H. H. W.
T1  - A diseasome cluster-based drug repurposing of soluble guanylate cyclase activators from smooth muscle relaxation to direct neuroprotection
JF  - npj Systems Biology and Applications
N2  - Network medicine utilizes common genetic origins, markers and co-morbidities to uncover mechanistic links between diseases. These links can be summarized in the diseasome, a comprehensive network of disease–disease relationships and clusters. The diseasome has been influential during the past decade, although most of its links are not followed up experimentally. Here, we investigate a high prevalence unmet medical need cluster of disease phenotypes linked to cyclic GMP. Hitherto, the central cGMP-forming enzyme, soluble guanylate cyclase (sGC), has been targeted pharmacologically exclusively for smooth muscle modulation in cardiology and pulmonology. Here, we examine the disease associations of sGC in a non-hypothesis based manner in order to identify possibly previously unrecognized clinical indications. Surprisingly, we find that sGC, is closest linked to neurological disorders, an application that has so far not been explored clinically. Indeed, when investigating the neurological indication of this cluster with the highest unmet medical need, ischemic stroke, pre-clinically we find that sGC activity is virtually absent post-stroke. Conversely, a heme-free form of sGC, apo-sGC, was now the predominant isoform suggesting it may be a mechanism-based target in stroke. Indeed, this repurposing hypothesis could be validated experimentally in vivo as specific activators of apo-sGC were directly neuroprotective, reduced infarct size and increased survival. Thus, common mechanism clusters of the diseasome allow direct drug repurposing across previously unrelated disease phenotypes redefining them in a mechanism-based manner. Specifically, our example of repurposing apo-sGC activators for ischemic stroke should be urgently validated clinically as a possible first-in-class neuroprotective therapy.
KW  - neurology
KW  - pharmacology
KW  - systems biology
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-236381
VL  - 4
ER  - 
TY  - THES
A1  - Weiß, Eva Maria
T1  - Einfluss von Makrophagen auf autophagische Vorgänge in Schwann´schen Zellen unter den Bedingungen von Nervenläsion und genetisch bedingter Neuropathie
T1  - Influence of macrophages on Schwann cell autophagy under the conditions of nerve lesion and genetic neuropathy
N2  - Charcot-Marie-Tooth (CMT) Neuropathien stellen als häufigste erblich bedingte neurologische Erkrankungen eine Gruppe genetisch heterogener, chronisch progredienter peripherer Polyneuropathien dar. Die Lebensqualität der Patienten ist bei fehlender kurativer Therapieoption vor allem durch motorische und sensorische Defizite deutlich eingeschränkt. In verschiedenen Studien konnte die pathophysiologische Relevanz einer sekundären Entzündungsreaktion, insbesondere durch Makrophagen und Lymphozyten vermittelt, in Mausmodellen dreier CMT1 Subtypen (CMT1A, CMT1B, CMT1X) aufgezeigt werden. Auch in Folge einer Läsion peripherer Nerven ist eine akute Entzündungsreaktion von entscheidender Bedeutung, wobei sich bereits Gemeinsamkeiten zwischen der postläsionalen Waller´schen Degeneration (WD) und CMT1 Neuropathien identifizieren ließen. Während 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 Ähnliches 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 mögliche Beeinflussung durch Makrophagen in diesen Myelinmutanten untersucht werden.
In der vorliegenden Arbeit wurden sowohl Wildtyp (Wt) Mäuse 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 Mäusen. Auch 4 Monate alte behandelte Cx32def Tiere wiesen, verglichen mit unbehandelten Myelinmutanten bzw. Wt Mäusen derselben Altersstufe, eine vermehrte autophagische Aktivität 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 mögliche aktive Beteiligung von SZ Autophagie insbesondere in der Pathophysiologie der frühen 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 frühe Reduktion pathophysiologisch relevanter endoneuraler Makrophagen somit auch nachteilig auf die Myelinintegrität auswirken könnte.
N2  - Charcot-Marie-Tooth (CMT) neuropathies are the most common hereditary neurological diseases and represent a group of genetically heterogeneous, chronically progressive peripheral polyneuropathies. In the absence of curative treatment options, patients' quality of life is significantly impaired, primarily due to motor and sensory deficits. Various studies have demonstrated the pathophysiological relevance of a secondary inflammatory reaction, in particular mediated by macrophages and lymphocytes, in mouse models of three CMT1 subtypes (CMT1A, CMT1B, CMT1X). An acute inflammatory reaction is also of crucial importance following a lesion of peripheral nerves, whereby similarities between postlesional Wallerian degeneration (WD) and CMT1 neuropathies have already been identified. However, while the active involvement of Schwann cell autophagy (here referred to as SC autophagy) in myelin degradation in WD has been widely described, a similar involvement in CMT1 neuropathies has been insufficiently studied. Since in a study in Cx32def mouse models of CMT1X disease persistent demyelination could be observed even after reduction of endoneural macrophages, the occurrence of SC autophagy and its possible influence by macrophages in these myelin mutants should be investigated.
In the present study, both wild-type (Wt) mice in ex vivo and in vivo models of WD and Cx32def myelin mutants of two ages (4 and 12 months) were treated with a small molecule CSF1 receptor inhibitor (CSF1RI) to reduce endoneural macrophages, followed by comparative histochemical and immunohistochemical analyses of peripheral nerves of treated and untreated animals, respectively.
During the establishment of immunohistochemical methods, an increased activation of SC autophagy was shown in treated Wt mice under the controlled conditions of ex vivo sciatic nerve culture. Even 4-month-old treated Cx32def animals showed increased autophagic activity in SC compared to untreated myelin mutants or Wt mice of the same age. However, this appears to be reduced as the disease progresses, since in the case of the 12-month-old Cx32def model animals fewer autophagically active SC profiles or hardly any differences between treated and untreated animals could be observed.
The results thus suggest a possible active involvement of SC autophagy, particularly in the pathophysiology of the early phase of CMT1X disease and its influence by endoneural macrophages. This should primarily be considered in the development of therapeutic strategies for CMT1X, as an early reduction of pathophysiologically relevant endoneural macrophages could therefore also have a detrimental effect on myelin integrity.
KW  - Schwann-Zelle
KW  - M-CSF
KW  - Autophagie <Physiologie>
KW  - Charcot-Marie-Syndrom
KW  - Makrophage
KW  - Schwann´sche Zelle
KW  - Autophagie
KW  - hereditäre sensomotorische Neuropathie
KW  - Makrophagen
KW  - CSF-1
KW  - Immunsystem
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-369674
ER  - 
TY  - THES
A1  - Yabe, Marie
T1  - Untersuchung des Mental Rotation-Paradigmas bei Patienten mit fokaler Dystonie
T1  - Mental Rotation performance in patients with focal dystonia
N2  - Das mR-Paradigma beschreibt die Fähigkeit Objekte gedanklich zu drehen und erfordert dabei komplexe neuronale Prozesse. Bisherige Studien konnten nicht klären, ob es ein spezifisches Muster der Beeinträchtigung im mR-Test bei fokalen Dystonien gibt. Die übergeordnete Fragestellung der vorliegenden Arbeit war, ob eine verlangsamte Reaktion bei der mR von körperlichen Abbildungen einen stabilen Endophänotyp fokaler Dystonien darstellt. Die Zielsetzung war die Überprüfung der Hypothesen, 1) dass bisherige Ergebnisse, die eine verlängerte Reaktionszeit von CD-Patienten bei der mR von körperlichen Abbildungen aufzeigten, reproduzierbar sind und 2) dass eine erhöhte Reaktionszeit bei der mR von körperlichen Abbildungen auch bei Patienten mit BSP vorliegt. Um dabei die mR möglichst spezifisch zu untersuchen, wurden folgende sekundäre Hypothesen formuliert: a) die kognitive Leistungsfähigkeit und b) das allgemeine Reaktionsvermögen der Teilnehmer stellen potenzielle Störfaktoren für die Reaktionszeit bei der mR-Aufgabe dar. Diese wurden neben der Händigkeit 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 Händigkeit, Fingergeschicklichkeit, allgemeine Reaktionszeit und kognitiver Status jedes Teilnehmers erhoben. Im mR-Test wurden Fotos von Körperteilen (Hand, Fuß oder Kopf) und einem nicht-körperlichen Objekt (Auto) gezeigt, die in sechs verschiedene Winkelgrade um die eigene Achse in der Bildebene rotiert waren. Die Teilnehmer wurden gebeten, die Lateralität 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 Hände schlechter ab, während die BSP-Patienten vergleichbare Leistungen zeigten. Es bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen einer verlängerten mR-Reaktionszeit und reduzierten MoCA-Scores sowie einer erhöhten mR-Reaktionszeit und verlängerter allgemeiner Reaktionszeit. Nach Ausschluss der Patienten mit MCI zeigten CD-Patienten, nicht jedoch HFS-Patienten, im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe weiterhin verlangsamte Reaktionszeiten der Hände. 
Die vorliegende Studie konnte die Frage, ob eine verlangsamte Reaktion bei der mR von körperlichen Abbildungen einen stabilen Endophänotyp 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 früheren Arbeiten nicht berücksichtigt und stellt daher ein neues und wichtiges Ergebnis dar. Die verlangsamte Reaktion bei der mR der Hände bei CD-Patienten auch nach Ausschluss von Patienten mit MCI lässt ein spezifisches Defizit der Fähigkeit der mR vermuten. Das Vorliegen einer tiefergreifenden zugrundeliegenden Netzwerkstörung, die sich auf die Leistung im mR-Test auswirkt, wäre dabei denkbar.
N2  - Mental rotation (mR) describes the ability to rotate objects in mind. Previous studies could not clarify whether there is a specific pattern of mR impairment in focal dystonia. This study aimed to investigate whether patients with cervical dystonia (CD) and blepharospasm (BSP) show an increased reaction time (RT) in mR of body parts. Besides the study aimed to assess potential confounders such as cognitive performance and general reaction time. 23 CD patients and 23 healthy controls (K) as well as 21 BSP and 19 hemifacial spasm (HFS) patients were matched for sex, age, and education level. Disease severity was evaluated by clinical scales. Besides handedness, finger dexterity, general reaction time, and cognitive status were assessed. The mR-task included photographs of body parts (hand, foot or head) and a non-corporal object (car) displayed at different angles rotated within their plane. Subjects were asked to judge laterality of the presented image by keystroke. Both speed and correctness were evaluated. CD and HFS patients showed increased RT in mR of hands compared to K, whereas BSP group showed comparable performance. There was a significant association of prolonged mR-RT with reduced MoCA scores and with increased general reaction time. After exclusion of patients with mild cognitive impairment, increased RT in the mR of hands was confined to CD group, but not HFS. The present study could not clarify whether a prolonged RT in mR of body parts defines a dystonic endophenotype. However, it showed that cognition and general reaction time have strong influence on mR. The increased RT in the mR of the hands in CD patients, even after exclusion of patients with mild cognitive impairment, implicate a specific deficit in mR ability. Thereby an underlying network disorder that affects mR performance is conceivable.
KW  - mental rotation
KW  - fokale Dystonie
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-363927
ER  -