Neuronal cultures from dorsal root ganglia of adult dogs represent a promising in vitro model to investigate infectious and non-infectious influences
The present thesis contains two studies both investigating neuronal cultures from the dorsal root ganglia (DRG) of adult dogs. Those cultures provide several advantages as an in vitro model in addition to rodent DRG neuronal cultures. On the downside, the availability of fresh tissue samples for the isolation of canine DRG neurons is limited and sometimes unpredictable. To make the large-scale routine use of mature canine DRG neurons more practicable and improve the planning and management of studies, the first study aimed to establish cryopreservation as a means of long-term storage for canine DRG neurons. Moreover, canine DRG neurons were established as an in vitro model for neuronal canine distemper virus (CDV) infection and the influence of cryopreservation upon susceptibility to CDV infection was investigated. The second study aimed to characterize canine DRG neurons regarding their response to neurotrophic substances including nerve growth factor (NGF), fibroblast growth factor 2 (FGF-2) and monosialotetrahexosylganglioside (GM1). The results indicated that, although not directly comparable, cryopreserved canine DRG neurons represent a practicable alternative to the use of non-cryopreserved neurons. Nevertheless, susceptibility to CDV infection was significantly reduced following cryopreservation. Furthermore, cryopreserved DRG neurons showed a reduced neuronal cell yield, a lower percentage of neurons with neurite outgrowth, reduced neurite branching and a smaller soma size than non-cryopreserved neurons. The second study revealed that supplementation with GM1 resulted in increased neurite outgrowth and neuronal survival of canine DRG neurons both under standard and hypoxic culture conditions. Furthermore, GM1 possibly instigated changes in axonal transport and synaptogenesis and resulted in enhanced neuronal excitability. Ultrastructural analysis revealed an increased number of multivesicular bodies following GM1 treatment, suggesting metabolic changes.
Die vorliegende Arbeit beinhaltet zwei Studien, welche sich mit der Untersuchung neuronaler Kulturen aus den Dorsalwurzelganglien (DRG) adulter Hunde befassen. Diese Kulturen bieten einige Vorteile, welche sie für die Nutzung als in vitro Modell in Ergänzung zu neuronalen Kulturen von Nagern qualifizieren. Die Verfügbarkeit frischen Gewebes für die Isolation kaniner DRG-Neurone ist jedoch limitiert und oftmals schlecht vorhersehbar. Um die Nutzung kaniner DRG-Neurone in einem größeren Maßstab und mit besserer Planbarkeit zu ermöglichen, war das Ziel der ersten Studie die Kryokonservierung kaniner DRG-Neurone zu etablieren. Darüber hinaus wurden kanine DRG-Neurone als in vitro Modell für die Infektion mit dem Hundestaupevirus (CDV) getestet. In der zweiten Studie wurde die Reaktion kaniner DRG-Neurone auf die Behandlung mit neurotrophen Substanzen wie dem Nervenwachstumsfaktor (NGF), dem Fibroblasten-Wachstumsfaktor 2 (FGF-2) und Monosialotetrahexosylgangliosid (GM1) untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass kryokonservierte kanine DRG-Neurone eine praktikable Alternative zur Nutzung frischer DRG-Neurone darstellen. Kryokonservierte Kulturen besaßen jedoch eine reduzierte Empfänglichkeit für die Infektion mit CDV. Darüber hinaus zeigten kryokonservierte Neurone eine reduzierte Zellausbeute, einen geringeren Prozentsatz von Neuronen mit Neuriten-Wachstum, eine reduzierte Neuriten-Verzweigung und eine geringere Größe der Zellkörper. In der zweiten Studie wurde ein verstärktes Neuriten-Wachstum und ein verbessertes Überleben der mit GM1 supplementierten Neurone unter Standard- und hypoxischen Kulturbedingungen festgestellt. Zusätzlich resultierte die GM1-Behandlung möglicherweise in Veränderungen des axonalen Transports und der Synaptogenese sowie in verstärkter neuronaler Erregbarkeit. Die ultrastrukturelle Analyse zeigte ein vermehrtes Vorkommen multivesikulärer Körperchen als Folge der GM1-Behandlung, welches metabolische Veränderungen nahelegt.
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