Bedeutung des Neurotoxins MPTP für Ätiologie und Therapie der idiopathischen Parkinsonkrankheit [Significance of the neurotoxin 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine for the etiology and therapy of idiopathic Parkinson disease]

Exposure of drug addicts to MPTP (1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine) has caused a Parkinsonian syndrome accompanied by a selective destruction of dopamine containing neurones in the pars compacta of the substantia nigra. MPTP in the human causes a severe irreversible state that very closely resembles idiopathic Parkinson's disease both in its clinical features and response to pharmacological treatment. Interest in potential environmental agents that might play a role in the aetiology of idiopathic Parkinson's disease is likely to increase as the result of the discovery of the relatively simple molecule MPTP which is highly toxic to the substantia nigra. Until the discovery of the neurotoxicity of MPTP there was no effective animal model of Parkinson's disease. Administration of PTP to monkeys induces persistent parkinsonism which responds to classical antiparkinsonian therapy. The morphological and biochemical changes in the brains of the animals are more limited and selective than those seen in idiopathic Parkinson's disease. The model of MPTP-treated monkeys appears to provide a useful testbed for the evaluation of future treatments for the disease. The precise mechanism of MPTP toxicity has yet to be determined and may provide the clue to the mechanism of neuronal death in Parkinson's disease. After entering the brain MPTP is oxidized to MPP+ (1-methyl-4-phenylpyridine) at an extraneuronal site.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS

Einfluss der Antibiotikaapplikation und ihre adversen Effekte auf den perioperativen Verlauf sowie auf die Frakturheilung bei Schwerverletzten nach Osteosynthesen an langen Röhrenknochen -Etablierung eines Tiermodells -

Die Auffassungen über den Einsatz einer perioperativen Antibiotikaprophylaxe bei unfallchirurgischen Operationen gehen in zahlreichen tierexperimentellen und klinischen Studien weit auseinander. Bei zusätzlichen Risikofaktoren oder multimorbiden Patienten ist die Indikation zur Antibiotikaprophylaxe noch umstrittener. Bisherige Studien über den traumatischen Schock haben das Wissen um pathophysiologische Zusammenhänge und Auswirkungen des Schocks verbessert. Die Reduktion der Mortalitätsraten durch unterschiedliche Therapeutika konnte in klinischen Studien zumindest auf tierexperimenteller Ebene meist nicht bestätigt werden. Es existieren weder tierexperimentelle noch klinische Studien, die Auswirkungen einer Antibiotikaprophylaxe auf die Mortalität im traumatischen Schock untersuchen. Bisher durchgeführte Studien haben nur einzelne Teilaspekte der klinischen Versorgung eines polytraumatisierten Patienten untersucht. Die verwendeten Tiermodelle haben die Interaktion unterschiedlicher klinischer Szenarios, wie unkontrollierter Blutverlust, Anästhesie, Art und Dauer der Volumensubstitution, Vorerkrankungen, Folgeoperationen, Antibiotikaprophylaxe und postoperative Analgesie, nicht berücksichtigt. Dies führte zur Entwicklung, des in dieser Arbeit beschriebenen Hämorrhagie-Fraktur-Modells. Die komplexe klinische Versorgung eines polytraumatisierten Patienten sollte darin berücksichtigt werden. Klinik-modellierenden randomisierten Tierstudien (CMRT) verbinden präklinische molekulare bzw. pharmakologische Experimente mit klinischen Phase II/III Studien. Vorraussetzung für die Realisierung solcher Studien ist das enge Zusammenarbeiten von Grundlagenforschern mit Ihren klinischen Kollegen. Dadurch kann die adäquate Übertragung der klinischen Situation auf das Tiermodell gewährleistet werden. In Kooperation mit dem zuständigen Veterinärmediziner wurde nach Etablierung des Frakturverfahrens und der Osteosynthese eine optimale Anästhesie für die Versuchstiere gefunden. Dieses Anästhesieverfahren konnte in allen Hauptversuchen erfolgreich übernommen werden. Die Tibiafraktur wurde mit einer intramedullären Marknagelung versorgt und entsprach der zurzeit üblichen Frakturversorgung der Klinik. Hierzu wurde ein für die Ratte geeignetes Implantat und eine OP-Technik etabliert, die zum einen in allen Versuchen zeitnah durchgeführt werden konnte als auch in 230 dokumentierten Röntgenaufnahmen eine adäquate Osteosynthese darstellte. Der hämorrhagische Schock sollte den Blutverlust bei verletzten Patienten bzw. die klinische Situation bei multimorbiden älteren Patienten (ASA 3/4) simulieren. Hierfür wurde ein Schockmodell entwickelt bei dem die Tiere über einen zuvor in die Arteria femoralis implantierten Katheter Blut entzogen bekamen um einen definierten MAP unter 50mmHg zu erhalten. Die Mortalität von circa 35% entsprach den in der Literatur angegebenen Werten. Wichtigstes Ziel dieser Arbeit war die Etablierung eines Tiermodells zur Erforschung unfallchirurgischer Fragestellungen. Es ist gelungen ein Fraktur- bzw. Osteosynthesemodells, eine für das Tier optimierte Analgosedierung und ein Schockmodell mit titrierbaren Mortalitäten zu etablieren. Im Rahmen erster Versuche mit großer Fallzahl (n=20) zur Untersuchung von Cefuroxim und Rocephin auf Veränderungen des postoperativen Outcomes konnte das Modell verwendet werden. Die einmalige präoperative Antibiotikaprophylaxe als Single-Shot richtete sich sowohl im Zeitpunkt der Applikation als auch in der Dosierung nach dem heute üblichen klinischen Standard. Das zu erwartende Keimspektrum bei unfallchirugischen Eingriffen wurde mit einem Cephalosporin der 2. bzw. 3. Generation abgedeckt. In den Versuchsgruppen ohne Schock überlebten alle Tiere (100% Survival CI:83-100). Sowohl bei der unkomplizierten Fraktur als auch im traumatischen Schock bewirkte die Antibiotikaprophylaxe mit Ceftriaxon (Rocephin©) keinen Unterschied in den Mortalitäten. Bei der Untersuchung von Cefuroxim konnten am Endpunkt Mortalität klare, wenn auch nicht signifikante Unterschiede, beobachtet werden (Cefuroxim-Gruppe 20%, Placebo-Gruppe 40%, n=20, p>0,05). Zusammenfassend verbinden klinik-modellierende randomisierte Tierstudien (CMRT) vorklinische molekulare bzw. pharmakologische Experimente mit klinischen Phase II/III Studien. Vorraussetzung für die Realisierung solcher Studien ist das enge Zusammenarbeiten von Grundlagenforschern mit Ihren klinischen Kollegen. Dadurch kann die adäquate Übertragung der klinischen Situation auf das Tiermodell gewährleistet werden. Das in dieser Arbeit dargestellte Fraktur-Hämorrhagie Modell hat sich als praktikables Modell zur Erforschung komplexer unfallchirurgischer Fragestellungen erwiesen

Angiogenese - therapeutische Interventionsmöglichkeiten bei rheumatischen Erkrankungen

Zusammenfassung: Im Gegensatz zur Vaskulogenese bedeutet Angiogenese die Formation neuer Blutgefäße aus bereits bestehenden Gefäßen. Dieser vielschrittige Prozess tritt beim Erwachsenen physiologisch nur während des Reproduktionszyklus und der Schwangerschaft auf, pathophysiologisch bei Wundheilung und Entzündung, aber auch bei Tumorwachstum und Metastasierung. Zugrunde liegende Mechanismen sind Vasodilatation und Steigerung der Gefäßpermeabilität, gefolgt von einer Destabilisierung der Gefäßwände und der extrazellulären Matrix mit anschließender Endothelzellproliferation und -migration, die zur Bildung eines neuen Gefäßsystems führt, das schließlich durch Perizyten und glatte Muskelzellen stabilisiert wird. Dieser Ablauf wird durch ein komplexes Zusammenspiel proangiogener und angiostatischer Faktoren kontrolliert. Im Gegensatz zur Karzinogenese ist die Bedeutung der Angiogenese für die Pathogenese und Therapie rheumatischer Erkrankungen bisher weniger gut untersucht. In diesem Übersichtsartikel werden verschiedene Aspekte pathologischer Angiogenese im Hinblick auf therapeutische Optionen bei der rheumatoiden Arthritis (RA) und der systemischen Sklerose (SSc) diskutier

Untersuchung zur Anwendbarkeit der Argon-Plasma-Koagulation (APC) in einem Modellversuch für neurochirurgische Operationen

Die Argon-Plasma-Koagulation (APC) wird heutzutage in vielen chirurgischen Disziplinen und deren operativen Indikationen angewendet. In der Neurochirurgie wurde jedoch bisher von einer Anwendung abgesehen, da die Datenlage zur Reaktion des Nervengewebes auf diese Art der monopolaren Koagulation noch unklar ist. Für die genaue Evaluation der Art und Ausdehnung des Gewebeschadens wurde ein Tiermodell mit einem standardisierten Versuchsaufbau etabliert, um die Auswirkungen von Helium(Argon)-Plasma-Koagulation auf das Rattenhirn zu untersuchen. Die Gewebereaktionen wurden mit konventionellen und immunhistologischen Färbemethoden dokumentiert und untersucht. Weiterhin wurde ein zeitabhängiges Profil der Umbauprozesse erstellt, welches sich über eine bis sechs Wochen nach der Operation erstreckte. Die Gewebsreaktion stellte sich als eine Abgrenzung von klar demarkierten konzentrischen Zonen dar. Die Organisation des Gewebeschadens fand sowohl an den Rändern als auch im Zentrum der Läsion statt. Die Schichten der Läsion nehmen durch unterschiedliche Mechanismen an der Reparatur des Gewebeschadens teil; die weitere Beobachtung dieser Schichten kann daher zum besseren Verständnis der Organisationsvorgänge führen. Diese Studie hat gezeigt, dass man durch H(A)PC eine scharf abgrenzbare und reproduzierbare Läsion an Rattenhirngewebe generieren kann. Die Methode erwies sich wie in anderen chirurgischen Indikationen als minimal traumatisch. Daher ist die klinische Anwendung dieser Methode vielversprechend. Außerdem sind die H(A)PC-Läsionen sehr gut geeignet, um die Morphologie früher und später reparativer Reaktionen neuronaler Gewebe zu studieren

Genetische Ursachen von Neuralrohrdefekten beim Menschen - Assoziationsstudien und Kandidatengenanalysen

Neuralrohrdefekte (NRD) sind häufig auftretende angeborene Fehlbildungen des Zentralen Nervensystems, über deren Ursachen bis heute nur wenig bekannt ist. Gesichert erscheint jedoch die Annahme, dass die Entstehung von NRD multifaktoriell bedingt ist. Man geht davon aus, dass die Entwicklungsstörung frühembryonal durch einen fehlerhaften Neuralrohrschluss verursacht wird. Aus Tiermodellen sind zahlreiche Gene bekannt, die während der Neurulation in Neuralrohr oder umliegenden Geweben exprimiert werden und daher möglicherweise an der Steuerung des Neuralrohrschlusses beteiligt sind. Der Funktionsverlust einiger Gene führt außerdem in Mausmutanten zur Manifestation eines NRD. In der vorliegenden Arbeit wurden fünf Entwicklungsgene (CART1, BMP4, T, PDGFRa und TWIST) untersucht, die aufgrund mehrerer Kriterien als NRD-Kandidatengene gelten: Zum einen zeigen sie während der Neurulation ein spezifisches Expressionsmuster in den relevanten Strukturen (Neuroektoderm, Neuralrohr, Kopfmesenchym); zum anderen verursachen sie bei Funktionsverlust im Tiermodell NRD. Drei Gene (CART1, BMP4 und TWIST) wurden im Rahmen eines Mutationsscreens auf Sequenzveränderungen bei NRD-Betroffenen getestet, wobei die gesamte cDNA Sequenz inklusive Spleißstellen untersucht wurde. Da die genomische Sequenz von CART1 nicht bekannt war, wurde sie experimentell ermittelt. Ein PAC-Klon konnte identifiziert werden, der die gesamte genomische Sequenz von CART1 enthält. In CART1 und BMP4, jedoch nicht in TWIST, konnten Sequenzvarianten in der DNA von NRD-Patienten nachgewiesen werden. Neben einer Reihe von Polymorphismen konnten drei Missense-Mutationen nachgewiesen werden (CART1 R192C; BMP4 T225A und S367T), die nur bei Betroffenen auftraten. Zwei dieser Missense-Mutationen liegen in stark konservierten Bereichen: Der Austausch R192C in CART1 ändert die erste AS nach der Homeoboxdomäne, während S367T in der TGF-b Domäne von BMP4 liegt. Es ist daher möglich, dass die Mutationen als einer von mehreren Faktoren zur NRD-Entstehung dieser Patienten beigetragen haben. Inwiefern sie Einfluss auf die Funktionalität des Proteins haben, läßt sich nur durch weitere Untersuchungen klären. Bei drei Genen (BMP4, T, PDGFRa) wurde untersucht, ob die im Zusammenhang mit NRD diskutierten Polymorphismen (BMP4 V152A, T IVS7+79T®C) bzw. Promotor-Haplotypen (PDGFRa) auch in der deutschen Bevölkerung mit NRD assoziert sind. Eine Assoziation der Risikoallele mit NRD konnte im NRD-Probandengut der vorliegenden Arbeit nicht bestätigt werden