Bienas, Silvia
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Tipold, Andrea
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft];
Stein, Veronika Maria
[Sonstige Person, Familie und Körperschaft]
Reaktive SauerstoffspeziesProduktion durch Mikrogliaaktivierung in der Epileptogenese bei der Ratte
Beschreibung:
Reaktive Sauerstoffspezies, Mikroglia, Epileptogenese reactive oxygen species. - In der Pathophysiologie der Epileptogenese scheinen Mikrogliazellen eine Schlüsselrolle zu übernehmen. Der genaue Mechanismus, wie sie die Entwicklung eines epileptogenen Netzwerkes beeinflussen, ist immer noch nicht vollständig geklärt. Mikrogliazellen, die durch pathologische Veränderungen aktiviert werden, verändern teilweise ihre äußere Gestalt, proliferieren und migrieren zu den geschädigten Gehirnregionen. Dort werden von ihnen verschiedenen Mediatoren wie etwa reaktive Sauerstoffspezies (ROS) freigesetzt (Streit et al., 1988, Banati et al., 1993, Ruuls et al., 1995, Kreutzberg, 1996, Sierra et al., 2014). Das Ziel dieser Studie war, den Zeitverlauf der funktionellen Mikrogliaveränderungen während der Epileptogenese in einem Post-Status epilepticus (SE) Modell bei Ratten zu charakterisieren, wobei der Fokus auf der Produktion von ROS lag. Ein selbsterhaltender SE wurde durch elektrische Stimulation der rechten basolateralen Amygdala bei weiblichen Sprague-Dawley Ratten induziert. 45 Ratten wurden stimuliert, bei weiteren 45 erfolgten SHAM-Operationen. Diese zweite Tiergruppe diente als Kontrolle. Alle stimulierten Tiere entwickelten während des Beobachtungszeitraumes chronische epileptische Anfälle. 2 Tage, 10 Tage und 12 Wochen nach ausgelöstem SE wurden die Tiere euthanasiert und Mikrogliazellen mittels Dichtegradienten-Zentrifugation isoliert. Die Identifizierung der Mikrogliazellen erfolgte in der Durchflusszytometrie aufgrund ihrer Größe und Komplexität in Zusammenhang mit der Expression der Oberflächenmoleküle CD11b/c+, CD18+ und CD45low. Eine funktionelle Charakterisierung fand durch Messung der Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies statt: Das nicht fluoreszierende Dihydrorhodamin 123 (DHR; s. 3.1.2) wurde in die Zellen aufgenommen und durch Peroxidase zum grünfluoreszierenden Rhodamin 123 gespalten und im Durchflusszytometer gemessen. Im Nativzustand und nach Stimulation der ROS-Produktion mit PMA (Phorbol-Myristat-Acetat) diente die Peroxidaseaktivität als Maß für die gebildete ROS-Menge. Die stärksten funktionellen Mikrogliaveränderungen traten zum frühen Messzeitpunkt, 2 Tage nach ausgelöstem Status epilepticus, auf. Nur zu diesem Messzeitpunkt konnte bei den stimulierten Tieren eine dritte große Zellpopulation mit hoher Komplexität und ausgeprägter ROS-Produktionsintensität nach Stimulation mit PMA identifiziert werden. Zu den späteren Messzeitpunkten (10 Tage und 12 Wochen nach induziertem SE) konnte eine vergleichbare Population nicht beobachtet werden. Das bedeutet, dass die stärksten Zellschädigungen aufgrund des hohen, durch Mikrogliazellen induzierten oxidativen Stresses im Gehirn nur kurzzeitig nach einem Status epilepticus zu erwarten sind. Die mikrogliale ROS-Produktionsintensität ist in der chronischen Phase, in der einzelne spontane Krampfanfälle beobachtet wurden, vergleichbar mit den Werten der Kontrolltiere. Auf Basis dieser Messergebnisse lässt sich somit ein relativ schmales Zeitfenster zu Beginn der Epileptogenese definieren, in dem eine präventive medikamentöse Behandlung zur Verhinderung von Zellschädigungen zum Einsatz kommen könnte. Eine solche Therapie könnte aus einer Kombination von entzündungshemmenden und antioxidativen Wirkstoffen bestehen.