HABILITATIONSSCHRIFT

 


Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – University of Veterinary Medicine Hannover – Foundation / Library

 

Susanne Alldinger

 

Matrix-Metalloproteinasen und ihre Inhibitoren bei viralen demyelinisierenden Erkrankungen

am Beispiel der Staupe-Enzephalitis und der murinen Theilervirus-Enzephalomyelitis

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-h2439

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Habilitationsschrift, 2009

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/h_alldinger09.pdf

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) und ihrer Inhibitoren (TIMPs) bei viralen demyelinisierenden Erkrankungen, der spontan auftretenden Staupe-Enzephalitis und der experimentell induzierten murinen Theilervirus-Enzephalomyelitis (TME) untersucht.

Bei der Staupe-Enzephalitis wurden MMPs und TIMPs auf der Ebene der Transkription und Translation in vivo untersucht. Eine in vitro Untersuchung befasste sich mit Transkription und Funktion von MMPs und TIMPs. Bei allen Studien wurde eine Aufregulierung der untersuchten MMPs und TIMPs in frühen Läsionen, vor allem in Astrozyten und Makrophagen/Mikroglia, nachgewiesen. Bei subakuten entzündlichen und chronischen Entmarkungsherden kam es zu einem abrupten Abfall dieser Enzyme. Lediglich MMP-11, -12 und -13 waren in dieser Phase mittelgradig präsent, so dass man von einem MMP-TIMP-Ungleichgewicht als Förderer der späten Entmarkung ausgehen kann. Nach CDV-Infektion von kaninen Tumorzellen im Rahmen einer Pilotstudie wurden MMP-2, TIMP-1 und TIMP-2 herunterreguliert, während RECK, ein weiterer MMP-Inhibitor, aufreguliert war. Anscheinend stellt eine CDV-Infektion die RECK-Expression in Tumorzellen wieder her und greift in die intrazellulären Entstehungsprozesse von MMPs und TIMPs ein, um letztendlich das Tumorzellverhalten im Sinne des Wirts zu beeinflussen.

Um Basiswerte für die MMP- und TIMP-Expression bei der Theilervirus-Enzephalomyelitis zu erhalten, wurde zunächst die Expression dieser Enzyme mittels RT-qPCR im sich entwickelnden Gehirn von SJL/J-Mäusen dargestellt. Die meisten MMPs und TIMPs mit Zellproliferation und -migration assoziiert zu sein, während MMP-12 die Myelinisierung beeinflusst. Bei der TME wurden die Enzyme in vivo mittels RT-qPCR untersucht. TMEV-RNA war während des gesamten Untersuchungszeitraums präsent. MMP-3 und TIMP-1 scheinen direkt Virus-induziert zu sein, während es durch die persistierende TMEV-Infektion zu einer direkt oder indirekt stimulierten MMP-12-Produktion in Makrophagen/Mikroglia und Astrozyten kommt, die zu einer fortdauernden Entmarkung bei der TME beiträgt. In einer in vitro Studie wurde der direkte Einfluss einer TMEV-Infektion auf die Expression von MMPs und TIMPs an primären murinen Astrozyten- und Mikrogliazellkulturen überprüft. Nach TMEV-Infektion fand sich das Virus v.a in Astrozytenkulturen. Die am deutlichsten aufregulierten Enzyme in infizierten Astrozyten waren MMP-3, -9, -10, -12 und -13 sowie TIMP-1. TMEV-infizierte Mikrogliazellen wiesen eine Herunterregulierung von MMP- und TIMP-Transkripten auf. TMEV-induzierte astrozytäre MMPs und TIMPs scheinen eine Proteolysekaskade auszulösen, die zu einer Öffnung der Blut-Hirn-Schranke und letztendlich zur Entmarkung führt. MMPs und TIMPs stellen „downstream targets“ von „immediate early genes“ (IEGs) dar. In einer Pilotstudie wurden die Transkripte von NF-kB1, Max, Ets-1, c-fos, c-jun und p53 im sich entwickelnden Mausgehirn untersucht. Eine Herunterregulierung von c-jun-, NF-kB1-, Max-, Ets-1- und p53-mRNA sowie eine Aufregulierung der c-fos-mRNA wurde im Verlauf des Beobachtungszeitraums festgestellt. Ein Nachweis auf IEGs (Aktivatorprotein-1 [c-fos, c-jun] und NF-kB [p50 und p65]) mittels Immunhistologie und RT-qPCR nach TMEV-Infektion bei empfänglichen SJL/J- und resistenten C57BL/6-Mäusen zeigte eine bei empfänglichen im Gegensatz zu resistenten Mäusen Aufregulierung aller Transkripte in der Früh- und Spätphase der Erkrankung. C57BL/6-Mäuse zeigten eine stärkere Aufregulierung von Ets-1-Transkripten in der Frühphase der TME. Eine Infektion mit TMEV führt folglich zu einer IEG-Transkription, die wiederum ein bestimmtes Expressionmuster von MMPs und TIMPs generiert. Nach diesen initialen Vorgängen kommt es zur Aktivierung des Immunsystems und zu sekundären proteolytischen Prozessen.

 

keywords

Demyelinisierung, Staupe, Theilervirusenzephalomyelitis, MMP

kb

55.132