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Aktuelle Daten beweisen, dass ein Schlaganfall Immunalterationen induziert. Auf der einen Seite beinhaltet dies eine lokale Inflammation, die zu einem sekundären Wachstum der zerebralen Läsion führt und auf der anderen Seite eine systemische Immunsuppression, die das Risiko einer postischämischen Infektion steigert. Granulozyten und Monozyten als erste Barriere des Immunsystems sind von diesen Immunalterationen betroffen. Wie in der vorliegenden Arbeit gezeigt, sind antimikrobielle Funktionen, wie der oxidative Burst und die NETs-Bildung, signifikant supprimiert. Das diese defekten Abwehrmechnismen mit einer gesteigerten Empfindlichkeit gegenüber Schlaganfall assoziierten Infektionen (SAI) verbunden sind, ist wahrscheinlich. Aufgrund des geringen Einflusses einer präventiven Antibiotikatherapie auf das neurologische Outcome von Schlaganfallpatienten, scheint es notwendig zu sein, nicht nur SAI, sondern insbesondere die Immunalterationen zu therapieren. Stresshormone sind in der Induktion der Immunalterationen vielfach diskutiert. Eine inhibitorische Wirkung auf die Phagozytenfunktion konnte in den hier dargestellten in vitro Experimenten dargestellt werden. Eine eindeutige protektive Wirkung durch Betablocker konnte bisher nicht gezeigt werden. Auch unklar bleibt die Rolle des parasympathischen Nervensystems im Rahmen einer SAI bei Schlaganfallpatienten. Regulatorische T-Zellen hemmen über verschiedene Mechanismen proinflammatorische Immunantworten. Hintergrund der hier dargelegten Daten war es, den Einfluss der Treg auf die systemische Immunsuppression nach Schlaganfall zu begreifen. Aufgrund der reduzierten Treg mit verminderter Suppressionsaktivität ist es unwahrscheinlich, dass diese eine tragende Funktion in der Immunsuppression spielen. Unklar ist jedoch, ob Treg eine protektive oder eine, durch nicht-immunologische Phänomene vermittelte, schädigende Rolle in der Infarktregion spielen. Grundlage für immunmodulatorische Therapien sollte die Abwägung von pro- und antiinflammatorischen Reaktionen nach Schlaganfall sein.

Hintergrund: Multifokale Demyelinisierung und axonale Degeneration gelten als die wichtigsten Pathomechanismen der Multiplen Sklerose (MS). Letzteres resultiert in einer globalen zerebralen Atrophie, wobei die mittels MRT gemessene Weite des III. Ventrikels als Maß der zerebralen Atrophie mit dem Grad der klinischen Behinderung korreliert. Unter Studienbedingungen besteht eine gute Korrelation für die Messung des Durchmessers des III. Ventrikels zwischen den Verfahren MRT und transkranieller B-Bild Sonographie (TCS). Fragestellung: In dieser Arbeit wurde bei MS-Patienten einer neuroimmunologischen Ambulanz im Rahmen der klinischen Routine untersucht, wie gut die Messungen der Weite des III. Ventrikels mittels TCS und MRT übereinstimmen. Außerdem wurde die Assoziation zwischen der Weite des III. Ventrikels und dem Grad der Behinderung (bestimmt durch den EDSS-Wert und dem MFSC-Wert), der Symptomdauer und dem Alter der Patienten untersucht. Methoden: In die vorliegende Beobachtungsstudie wurden 29 Patienten mit der Diagnose einer MS eingeschlossen. MRT- und TCS-Untersuchung erfolgten im Rahmen der klinischen Routinediagnostik. Außerdem wurde an 15 Freiwilligen die Intra-Untersucher-Reliabilität, Intra-Auswerter-Reliabilität, Inter-Auswerter-Reliabilität der Messung des III. Ventrikels mittels TCS sowie die Reliabilität der Untersuchung mit zwei verschiedenen Ultraschall-Geräten anhand von Variationskoeffizienten und Intraklassen-Korrelationskoeffizienten bestimmt. Zum Vergleich der Messung des III. Ventrikels mittels MRT und TCS wurden Pearson Korrelationskoeffizienten berechnet und das Maß der Übereinstimmung in Bland-Altman-Diagrammen dargestellt. Die Korrelation von III. Ventrikel mit EDSS- und MSFC-Werten wurde mit dem Spearman-Rang-Korrelationstest bestimmt. Ergebnisse: Aufgrund nicht ausreichender Bildqualität konnte der dritte Ventrikel nur bei 27 von 29 untersuchten Patienten zweifelsfrei dargestellt werden (93,1%). Die Intraklassen- Korrelationskoeffizienten betrugen für die Intra-Untersucher-Reliabilität 99.4%, für die Intra-Auswerter-Reliabilität 97,8% und für die Inter-Auswerter-Reliabilität 98,9%. Auch wenn Ultraschall-Untersuchungen in der klinischen Routine durchgeführt wurden, bestand insgesamt eine gute Korrelation der beiden Messmethoden (Pearson-Korrelationskoeffizient 0,7). Allerdings lagen die obere und untere 95%-Schranke der Übereinstimmung im Bland-Altman-Diagramm bei 2,93mm (95%-Konfidenzintervall: 2.08 bis 3.78mm) und -2,23mm (95%-Konfidenzintervall: -3.08 bis –1.38mm). Die mittels TCS gemessene Weite des III. Ventrikels war durchschnittlich 0,35 mm größer als die im MRT-Bild gemessene Ventrikelweite (95%-Konfidenzintervall: -0.17 bis 0.87mm). Die Übereinstimmung der Messungen von TCS und MRT war umso größer, je größer die Ventrikelweite war. Schlussfolgerungen: Unselektierte Patienten aus einer MS-Sprechstunde sind überwiegend Patienten mit einem niedrigen Behinderungsgrad ohne wesentliche Hirnparenchymatrophie. Bei diesen Patienten ist die Korrelation zwischen TCS und MRT zwar gut, aber die Schranken im Bland-Altman Plot sind relativ weit, so dass die Messungen von TCS und MRT bis zu 2-3mm voneinander abweichen. Insofern erscheint eine Messung der Hirnatrophie durch Weite des III. Ventrikels an diesen unselektierten Patienten im Rahmen der Routine mittels TCS als nicht gut geeignet, um in diesem Setting frühe Stadien der Atrophie zu untersuchen und den Axonverlust früher Krankheitsstadien nachzuweisen.

Im Rahmen der klinischen Phase III Zulassungsstudie bewirkte Cladribin einen positiven Effekt auf den Krankheitsverlauf der schubförmig remittierenden Multiplen Sklerose (relapsing remitting multiple sclerosis, RRMS). Bis heute bleibt der verantwortliche Wirkmechanismus im Detail ungeklärt. Neben den bekannten zytotoxischen Effekten könnten zusätzliche immunmodulatorische Effekte einen Teil des Wirkmechanismus darstellen. Ziel dieser Arbeit war es mögliche immunmodulatorische Effekte von Cladribin außerhalb des zytotoxischen Wirkungsbereichs des Medikaments zu untersuchen. Dazu wurde zunächst der direkte Effekt einer Behandlung mit klinisch relevanten Cladribinkonzentrationen auf das Apoptoseverhalten von peripheren mononukleären Zellen (peripheral blood mononuclear cells, PBMCs), CD4+ T-Zellen und CD8+ T-Zellen in vitro untersucht. Anschließend wurde ein experimentelles Model entwickelt mit dem die Auswirkungen einer initialen Cladribinbehandlung auf das langfristige Proliferationsverhalten und die Zytokinsekretion überlebender PBMCs in Abwesenheit von Cladribin getestet werden konnten. Die initiale Behandlung mit Cladribin wirkte akut zytotoxisch, übte aber keine langfristigen zytotoxischen Effekte auf das Proliferationsverhalten überlebender PBMCs aus. In diesen Zellen wurde allerdings bei Restimulation mit anti-CD3/anti-CD28-Antikörpern eine Verschiebung des Zytokinprofils zugunsten antiinflammatorischer Zytokine beobachtet. Dies zeigte sich in einer signifikant erhöhten Ausschüttung von IL-4 (Tag 9, 44 und 58, p < 0,01) und IL-5 (Tag 9, p < 0,01), einem erhöhten IL-4/IFN-gamma Quotienten (Tag 9, p < 0,05; Tag 44 und 58, p < 0,01) und einem Trend zur vermehrten IL-10 Sekretion. Es wurden keine signifikanten Veränderungen von IFN-gamma, TNF-alpha, IL-8 und IL-6 beobachtet. Somit führte eine initiale Behandlung von PBMCs mit klinisch relevanten Cladribin-konzentrationen in vitro zu einer langanhaltenden Verschiebung des Zytokinprofils zugunsten antiinflammatorischer Zytokine. Diese immunmodulatorischen Cladribineffekte könnten mitverantwortlich für die positive Beeinflussung des Krankheitsverlaufes in RRMS Patienten sein. Darüber hinaus ermöglicht der im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Versuchsaufbau eine in vitro Untersuchung immunmodulatorischer Effekte primär immunsuppressiv wirkender Medikamente außerhalb der zytotoxischen Wirkungsbereiche. Dieser Versuchsaufbau könnte daher in Zukunft auch zur Untersuchung möglicher immunmodulatorischer Wirkmechanismen anderer MS Therapeutika genutzt werden.

Studies of stroke in experimental animals have demonstrated the neuroprotective efficacy of a variety of interventions; however, most such strategies have failed to show clinical benefits in aged humans. One possible explanation for this discrepancy between animal and clinical studies may be the role that age plays in the recovery of the brain following insult. For example, the poor functional recovery of aged rats after stroke may be caused by a decline in brain plasticity. Although the incidence of ischemic stroke increases dramatically with advancing age, relatively few studies have been conducted on aged animals, which would mimic most closely the context in which stroke occurs in humans. We have shown that, at one week following stroke, there was vigorous expression of MAP1B and its mRNA, as well as MAP2 protein, in the border zone adjacent to the infarct of 3 month- and 20 month-old male Sprague Dawley rats. Hypothesis: The decline in brain plasticity is caused by an age-related decline in the upregulation of factors promoting brain plasticity (MAP1B, ßAPP) and an age-related increase in astroglial scaring and in the expression of neurotoxins such as beta amyloid. Methods: Focal cerebral ischemia was produced by reversible occlusion of the right middle cerebral artery in 3- and 20-month-old male Sprague Dawley rats. The functional outcome was assessed in neurobehavioral tests at 3, 7, 14, and 28 days post-stroke. At these time points, brains were removed and analyzed for markers of (i) brain plasticity (microtubule-associated protein 1B, MAP1B, secreted forms of fi-amyloid precursor protein); (ii) neurogenesis (BrdU-positive cells, doublecortin, nestin); (iii) neurotoxicity (B-amyloid aggregates); (iv) inflammation (microglia, astrocytes, oligodendrocytes, endothelial cells). Results: (1) There was a non-significant tendency for blood pressure to be higher in old than in young rats. By post-stroke day 3 the infarct volume covered about 15% of the cortical neurons in young and 28% in aged rats. By day 7, infarct volumes were roughly equal in the two age groups. (2) Cell counting showed increases in the number of BrdU-positive cells in the infarcted area of old rats at day 3 post-stroke. This increase became even more dramatic at day 7 post-stroke in aged rats. There was no significant contribution of apoptosis to cell death. (3) Behaviorally, young rats recovered gradually and reached a maximum of 90% of baseline performance at day 14, post-stroke while the aged rats recovered only to a maximum of 70% of pre-surgery performance by week 2 post-stroke, and remained at that level. (4) The temporal pattern of recovery correlated well with the expression of growth-associated phenotype of ßAPP as well as with MAP1B accumulation in varicosities along axons (an indicator of growth) in cortical areas affected by stroke and was at maximum between days 14 to 28 in young rats. In contrast, aged rats showed delayed (day 28) and reduced axonal remodelling as well as a delayed (day 28) expression of growth-associated ßAPP. Instead, the neurotoxic carboxy-terminal form of ßAPP steadily accumulated over time and reached a maximum at day 14 in aged rats as compared to 28d for the young rats. Nestin, a marker for immature neurons, overlapped with BrdU-labelled cells at day 7 post-stroke in corpus callosum and at the infarct border in both young and aged rats, suggesting increased stroke-induced neurogenesis. (5) In young rats there was a gradual activation of both microglia and astrocytes that peaked by days 14 to 28 with the formation of a glial scar. In contrast, aged rats showed an accelerated astrocytic and microglial reaction that peaked in week 1 post-stroke. We also noted a strong activation of oligodendrocytes at early stages of infarct development in all rats that persisted in aged rats. Evolution of astrocytic and microglial reactivity closely paralled the time course of scar formation in both young and aged rats and coincided with the stagnation in the recovery rate of aged rats. Conclusions: The time course of functional recovery in young rats correlated well with the expression of plasticity proteins such as MAP1B and ßAPP while an early and persistent expression of the neuro toxic fragment AB in conjunction with a delayed expression of MAP1B and ßAPP may impede functional recovery in aged rats. The results also suggest that a temporally anomalous glial reaction to cerebral ischemia in aged rats leads to the premature formation of scar tissue that impedes functional recovery to stroke.

Die sonographische Diagnostik nimmt in vielen Bereichen der Medizin einen hohen Stellenwert ein. Durch den technischen Fortschritt können heutzutage auch die peripheren Nerven inklusive verschiedenster pathologischer Veränderungen dargestellt werden. Die Messung der Nervenquerschnittsfläche (nerve cross sectional area = NCSA) im transversalen Bild hat sich in vielen Studien als geeigneter Parameter zur Beurteilung bzw. zum Vergleich des Nervenkalibers herausgestellt. Polyneuropathien (PNP) sind Erkrankungen des peripheren Nervensystems. Man differenziert zwischen primär demyelinisierenden, axonalen sowie gemischten PNP. Ätiologisch lassen sich u. a. metabolische, toxische und immunologische PNP unterscheiden. In den bisher publizierten Studien zur Sonographie bei PNP konnte beobachtet werden, dass besonders demyelinisierende PNP zu einer Vergrößerung der NCSA führen. Informationen zum sonographischen Erscheinungsbild der in der Gesellschaft häufigen PNP (diabetisch, Alkohol assoziierte, PNP bei Vitamin B12 Defizit) sind jedoch bisher limitiert. In der vorliegenden explorativen Pilotstudie wurde geprüft, ob die NCSA bei PNP größer ist als bei gesunden Nerven und ob Zusammenhänge zwischen der NCSA und dem Schädigungstyp, der Ätiologie oder dem elektrophysiologisch bestimmten Schweregrad bestehen. Um diese Fragestellungen zu beantworten, wurde die NCSA an insgesamt 12 fest definierten, außerhalb physiologischer Engpassstellen liegenden, Messpositionen unterschiedlicher Nerven (N. medianus, N. ulnaris, N. tibialis, Spinalwurzel C6 / C7, Trunci des Plexus brachialis) bestimmt. Die Reliabilität der Ergebnisse wurde bei 5 Probanden durch eine Wiederholung der Messungen im Abstand von mehr als 24 h geprüft. Dabei konnte gezeigt werden, dass eine gute Reproduzierbarkeit der Messungen besteht, da bei sämtlichen Messpunkten, ausgenommen dem Truncus inferior, ein Variationskoeffizienten von weniger als 20 % vorgelegen hat. Die Untersuchung bei 27 gesunden Probanden ergab, dass keine Abhängigkeit der NCSA von der Körperseite besteht, sodass der Untersuchungsumfang bei den 56 Patienten mit elektrophysiologisch gesicherten PNP auf eine Körperseite reduziert werden konnte. Die wichtigsten Ergebnisse der Studie sind, dass Patienten mit PNP größere NCSA aufweisen als Gesunde. Die Verdickung der Nerven ist sowohl in proximalen als auch in distalen Abschnitten nachweisbar und ist sowohl bei demyelinisierenden als auch bei axonalen PNP vorhanden. Die vorliegende Arbeit liefert weiterhin Hinweise dafür, dass demyelinisierende PNP eine deutlichere Vergrößerung der NCSA aufweisen als primär axonale Schädigungen und dass sie sich dadurch sonographisch voneinander unterscheiden. Außerdem ist die NCSA bei immunvermittelten Neuropathien wie dem GBS, der CIDP und den paraproteinämischen PNP besonders in den proximalen Abschnitten größer als bei PNP anderer Ätiologie. Eine Assoziation zwischen dem Schweregrad und der NCSA konnte nicht beobachtet werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie stehen im Einklang mit dem Grundtenor der Literatur. Anzumerken ist jedoch, dass die bisherigen Publikationen überwiegend Einzelvergleiche beinhalten, in denen meist immunvermittelte PNP im Fokus stehen, oder dass sie sich häufig auf die oberflächlicher gelegenen Nerven der oberen Extremitäten beschränkt haben. Stärken der vorliegenden Studie sind die Vielfältigkeit der ausgewählten Nervensegmente und der Verzicht auf Messungen an Engpassstellen sowie die Mannigfaltigkeit der verglichenen Ätiologien. Ein limitierender Faktor der vorliegenden Studie ist die nicht immer gewährleistete Verblindung des Untersuchers bezüglich der Ätiologien und die teilweise geringen Subgruppengrößen. Aus diesem Grund wurde die vorliegende Studie als explorative Pilotstudie angelegt, mit dem Ziel, Hypothesen zu generieren und die Berechnung eines Stichprobenumfangs zukünftiger konfirmatorischer Studien zu ermöglichen, an Hand derer dann mit ausreichender statistischer Trennschärfe (Power) die aufgestellten Hypothesen überprüft werden können.