Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Theiler’s Murine Encephalomyelitis Virus Infection: a Model for Spinal Cord Lesions in Progressive Multiple Sclerosis and a Peripheral Neuropathy Resembling Guillain-Barré Syndrome

Leitzen, Eva

Die durch Theiler‘s murines Enzephalomyelitis Virus (TMEV) ausgelöste demyelinisierende Erkrankung der Maus (TMEV-IDD) ist ein Modell für die progressiven Formen der Multiplen Sklerose (MS). Beide Erkrankungen weisen Gemeinsamkeiten hinsichtlich Entzündungsreaktion, Demyelinisierung und dem Verlust von Axonen auf. Folgende Versuche wurden durchgeführt: 1.) Eine vergleichende Untersuchung pathologischer Veränderungen von Rückenmarks- (RM) Läsionen bei MS und TMEV-IDD. 2.) Die Entwicklung eines intraspinalen (i.s.) TMEV-Infektionsmodells in resistenten C57BL/6 Mäusen unter besonderer Berücksichtigung i) der räumlichen und zeitlichen Ausbreitung von Entzündung und Virus, ii) demyelinisierender Läsionen im RM, iii) der Mobilisierung von Oligodendrozyten-Vorläuferzellen (OPCs) sowie iv) einer Virusausbreitung in das periphere Nervensystem (PN) mit v) nachfolgender peripherer Neuropathie. Die Mäuse wurden intrazerebral (i.c.; SJL-Mäuse) oder i.s. (C57BL/6-Mäuse) infiziert. Nach i.c. Infektion zeigten die Mäuse eine Entzündung und Demyelinisierung im RM. Darüber hinaus wurde, entsprechend bekannter Daten von MS-Läsionen, eine Abnahme des Rückenmarksquerschnittes sowie der axonalen Dichte, insbesondere in einer absteigenden motorischen Bahn, beobachtet. Nach i.s. Infektion zeigten resistente Mäuse eine verminderte Motorkoordination. Im RM lag eine antero- und retrograde Ausbreitung von Entzündungszellen und Virusprotein, ohne Entwicklung einer Viruspersistenz vor. Weiterhin zeigte sich im Bereich der demyelinisierten Herden eine Akkumulation von OPCs. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine TMEV-Infektion von Mäusen sowohl als ein Modell für die progressiven Formen der MS als auch für degenerative, dem Guillain-Barré Syndrom ähnliche, periphere Neuropathien genutzt werden kann. Diese Ergebnisse unterstreichen die Vielseitigkeit dieses Mausmodells für die Untersuchung entzündlicher und autoimmuner Prozesse im zentralen und peripheren Nervensystem.

Theiler’s murine encephalomyelitis virus induced demyelinating disease (TMEV-IDD) is a model for the progressive forms of Multiple Sclerosis (MS). Main characteristics of both diseases include inflammation, demyelination and axonal loss. The following experiments have been conducted: 1.) A comparative analysis of selected pathological changes of progressive MS spinal cord (SC) lesions and TMEV-IDD. 2.) The establishment of an intraspinal (i.s.) TMEV infection model in TMEV-resistant C57BL/6 mice with specific focus on i) the distribution of inflammation, virus protein and ii) demyelinating lesions within the SC, iii) the recruitment of oligodendrocyte precursor cells (OPCs), iv) virus spread to the peripheral nervous system, and v) the emergence of a peripheral neuropathy. Mice were either intracerebrally (i.c.; SJL-strain) or i.s. (C57BL/6-strain) infected with TMEV. After i.c. infection, animals showed inflammation and demyelination within the SC. Moreover, a reduction of SC cross sectional area and a reduction of axonal density within a major descending pathway, matching the results of reported SC lesions in progressive MS, was detected. After i.s. TMEV-infection, resistant mice revealed a reduction of motor coordination. Furthermore, inflammatory cells and virus protein showed an antero- and retrograde spread within the SC, without establishment of virus persistence as described in susceptible mice after i.c. infection. The emergence of demyelinating lesions with a subsequent accumulation of OPCs was noticed. In conclusion, TMEV-IDD constitutes a suitable model not only for the progressive forms of MS SC lesions, but also for peripheral neuropathies resembling features of Guillain-Barré syndrome. These data underline the versatility of this mouse model for investigating inflammatory and autoimmune processes within the central and peripheral nervous system.

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Leitzen, Eva: Theiler’s Murine Encephalomyelitis Virus Infection: a Model for Spinal Cord Lesions in Progressive Multiple Sclerosis and a Peripheral Neuropathy Resembling Guillain-Barré Syndrome. Gießen 1. Auflage 2019. DVG.

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