Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Einfluss von Astrozyten auf die Funktion der Blut-Rückenmark- Schranke, Virusausbreitung und Demyelinisierung während der Theilervirus-Enzephalomyelitis

Allnoch, Lisa

Astrozyten spielen eine zentrale Rolle bei demyelinisierenden Erkrankungen wie der Multiplen Sklerose. Ziel der Untersuchungen war es, den Einfluss einer Astrozytendepletion auf Demyelinisierung, Entzündung, Grad der axonalen Schädigung sowie Viruslast während der frühen und späten Phase der Theilervirus-Enzephalomyelitis (TME) zu untersuchen. Die Hypothese lautete, dass eine Astrozytendepletion während der TME zu einer Verbesserung der Klinik einhergehend mit einer Verminderung der Viruslast und Entzündungszellinfiltration führt. GFAP-Thymidin-Kinase transgene SJL bzw. SJL Wildtyp-Mäuse wurden intrazerebral mit Theiler’s murine encephalomyelitis virus (TMEV) infiziert oder erhielten eine Scheininfektion. Die Astrozytendepletion erfolgte durch intraperitoneale Applikation von Ganciclovir von Tag 28 bis 46 oder von Tag 46 bis 77 nach TMEV-Infektion. Die Tiere wurden klinisch untersucht und ein RotaRod-Test durchgeführt. Die Sektionen erfolgten an den Tagen 46 bzw. 77 nach TMEV-Infektion. Das zervikale und thorakale Rückenmark wurde mit Hämatoxylin und Eosin und Luxol fast blue-cresyl violet gefärbt, immunhistochemisch mit Amigo2, AQP4, CD3, CD34, GFAP, Iba1, basischem Myelinprotein, nicht-phosphorylierten Neurofilamenten, Periaxin, S100A10 und TMEV sowie immunelektronenmikroskopisch untersucht. Die Astrozytendepletion führte zu einer Verschlechterung der Klinik sowie einer Reduktion der Entzündungszellinfiltration und Anzahl Virus positiver Zellen. Es lag eine Reduktion der AQP4 positiven Fläche sowie eine reduzierte und unregelmäßige Expression von AQP4 in den perivaskulären Astrozyten vor. Zudem wurde eine Gestaltänderung von Astrozyten mit einer verminderten Anzahl an Intermediärfilamenten festgestellt. Die Veränderungen in perivaskulären Astrozyten sind wahrscheinlich verantwortlich für eine geänderte Zusammensetzung der extrazellulären Matrix, was zu der klinischen Verschlechterung der Astrozyten-depletierten Mäuse geführt haben kann.

Astrocytes play a central role in demyelinating diseases like multiple sclerosis. The aim of the study was to investigate the influence of astrocyte depletion on demyelination, inflammation, axonal damage and virus load during the early and late phase of the Theiler’s murine encephalomyelitis (TME). The hypothesis was that astrocyte depletion during TME leads to an improvement of clinical signs associated with a reduction of virus load and inflammation. GFAP-thymidine-kinase transgenic SJL or SJL wild-type mice were infected intracerebrally with Theiler's murine encephalomyelitis virus (TMEV) or received a mock infection. Astrocyte depletion was performed by intraperitoneal application of ganciclovir on days 28 to 46 or days 46 to 77 after TMEV infection. The animals were clinically examined and a rotarod test was performed. Necropsies were performed on days 46 and 77 after TMEV infection. Cervical and thoracic spinal cord segments were stained with hematoxylin and eosin as well as luxol fast blue-cresyl violet and investigated by immunohistochemistry using antibodies targeting Amigo2, AQP4, CD3, CD34, acid glial fiber protein, Iba1, MBP, non-phosphorylated neurofilaments, periaxin, S100A10 and TMEV as well as by immunoelectron microscopy. Astrocyte depletion induced a worsening of clinical signs associated with reduced inflammation and virus positive cells. The AQP4 positive area was reduced and an irregular and reduced expression of AQP4 in perivascular astrocytes was detected. In addition, a change in shape of astrocytes with a reduced number of intermediate filaments were observed. The findings in perivascular astrocytes are might be responsible for a change in the composition of the extracellular matrix, which may have led to the clinical worsening of the astrocyte depleted mice.

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Allnoch, Lisa: Einfluss von Astrozyten auf die Funktion der Blut-Rückenmark- Schranke, Virusausbreitung und Demyelinisierung während der Theilervirus-Enzephalomyelitis. Gießen 2019. DVG.

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