”Search for biomarkers and pathogenesis studies in canine epilepsy”

Epilepsie ist eine der häufigsten chronischen neurologischen Erkrankungen bei Hunden. Idealerweise würde deren Behandlung zur vollständigen Anfallsfreiheit führen, was in vielen Fällen nicht erreicht wird. Daher wird als erfolgreiche Behandlung eine klinisch relevante Verringerung der Anfallshäufigkeit angesehen. Um Epilepsie besser behandeln zu können, sind neue Behandlungsstrategien notwendig, die entweder die Krankheit selber oder die Epileptogenese modifizieren. Biomarker werden besonders in den Neurowissenschaften benötigt, um Veränderungen auf zellulärer oder molekularer Ebene in der spezifischen Mikroumgebung des Gehirns darzustellen. Zuverlässige Biomarker zur Prognose oder Pathogenese der Epilepsie können dabei wesentlich zur Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze beitragen. Auf der Suche nach Biomarkern und um die Pathogenese der Epilepsie besser zu verstehen, haben wir zwei mögliche prognostische Biomarker, Glial Fibrillary Acid Protein (GFAP, saures Gliafaserprotein) und Interleukin-1β (IL-1β) und einen möglicherweise an der Pathogenese beteiligten Cannabinoid Rezeptor Typ-1 (CB1R) evaluiert. Im ersten Teil der Studie wurde GFAP, das wichtigste intermediäre Filamentprotein in Astrozyten, als potenzieller Biomarker für intrakranielle Störungen evaluiert. Gesunde Beagle und Hunde mit den klinischen Diagnosen idiopathische Epilepsie, Gehirntumor, Gehirnentzündung, Rückenmarkstrauma (SCI) und Schädel-Hirn-Trauma (TBI) wurden eingeschlossen. Signifikante Unterschiede wurden zwischen GFAP-CSF-Spiegeln bei Hunden mit Tumor und Epilepsie sowie zwischen entzündlichen Erkrankungen und Epilepsie gefunden. Darüber hinaus korrelierten hohe Serum-GFAP-Spiegel bei TBI-Patienten mit dem Glasgow Coma Scale Score. Bei Hunden mit SCI konnte kein signifikanter Unterschied zwischen chronischen und akuten Fällen und Schweregrad der klinischen Symptome festgestellt werden. Der zweite Teil des Projekts konzentrierte sich auf die mögliche Beteiligung von IL-1β, einem potenten proinflammatorischen Zytokin, bei der Neuroinflammation bei Epilepsie. Spiegel von IL-1β in Serum und CSF wurden zwischen gesunden Hunden und TBI- und Epilepsiepatienten verglichen. IL-1β-Konzentrationen waren im Liquor cerebrospinalis nicht nachweisbar. Außerdem waren die Serumwerte bei Hunden mit TBI im Vergleich zu gesunden Kontrollen nicht erhöht. Jedoch hatten Hunde mit Epilepsie einen erhöhten IL-1β-Spiegel im Serum, unabhängig von der zugrunde liegenden Ursache der Erkrankung. Im letzten Teil der Studie untersuchten wir die Expression von CB1R im Hippocampus von epileptischen Hunden und verglichen diese quantitativ mit Kontrolltieren. Zu diesem Zweck wurde Formalin fixiertes Hirngewebe von Kontrollhunden und Hunden mit idiopathischer und struktureller Epilepsie mittels Immunhistochemie und Doppelimmunfluoreszenzfärbung untersucht. Die Expression von CB1R wurde qualitativ und quantitativ in verschiedenen Regionen des Hippocampus evaluiert. Darüber hinaus wurde die Anzahl der CB1R-positiven Astrozyten im Gyrus dentatus zwischen den Tiergruppen verglichen. Bei Hunden mit Epilepsie kam es zu einer krankheitsabhängigen Reorganisation der CB1R Expression. Bei Hunden mit idiopathischer Epilepsie war die CB1R-Expression in der Cornu Ammonis 1-Region im Vergleich zu den Kontrollen signifikant verringert. Umgekehrt zeigte der Hippocampus von Hunden mit struktureller Epilepsie einen signifikanten Anstieg der Intensität der CB1R-Färbung im Vergleich zu den Kontrollen. Ein Vergleich von Gehirngewebe von Hunden mit idiopathischer und struktureller Epilepsie zeigte, dass sowohl der Bereich mit CB1R Expression als auch die optische Dichte der Färbung bei Patienten mit struktureller Epilepsie signifikant höhere Werte erreichten. Ca. 50% der Astrozyten wiesen in allen untersuchten Bereichen eine positive CB1R-Färbung auf. In vorliegender Studie waren die wichtigsten Befunde, dass GFAP-Werte im Liquor cerebrospinalis die Schwere struktureller Veränderungen im Parenchym unabhängig der Ursache der Läsion widerspiegeln und GFAP-Serumspiegel in TBI die Prognose vorhersagen könnten; IL-1β war im Serum bei Hunden mit Epilepsie unabhängig der Ursache für die Krampfanfälle erhöht; Die CB1R-Expression im Hippocampus von Hunden war bei struktureller Epilepsie erhöht, bei idiopathischer dagegen herunterreguliert. Diese krankheitsabhängigen Veränderungen sollten bei der Weiterentwicklung neuer Behandlungsansätze für Hunde mit Epilepsie berücksichtigt werden.