Open Access

Der Fokus meiner Dissertation lag auf der genauen Charakterisierung epileptischer Anfälle eines klar definierten Patientenkollektivs mit spät manifestierender (≥ 55. Lebensjahr) nicht-läsioneller Epilepsie (nonlesional late-onset epilepsy, NLLOE). Erstmalig wurden semiologische Merkmale der epileptischen Anfälle in dieser Kohorte systematisch untersucht und entsprechend des neusten Klassifikationssystems der Internationalen League Against Epilepsy von 2017 eingeordnet. Die Kohorte umfasste 54 Patienten, von denen zusätzlich EEG- und Liquordaten im Rahmen ihrer Behandlung am Epilepsiezentrum der Universitätsmedizin Greifswald erhoben und mit einer Kontrollkohorte verglichen wurden. Diese setzte sich aus 58 Patienten mit früh beginnender nicht-läsioneller Epilepsie (nonlesional early-onset epilepsy, NLEOE) zusammen. Ein weiterer wesentlicher Aspekt meiner Dissertation war die Überprüfung des Behandlungserfolges nach 12-monatiger antikonvulsiver Therapie in der NLLOE-Kohorte. Die durchgeführte Studie zeigte bei Patienten mit spät manifestierender nicht-läsioneller Epilepsie ein im Vergleich zur Kontrollkohorte signifikant häufigeres Auftreten von focal onset impaired awareness non-motor seizures. Diese manifestierten sich insbesondere in Form von passageren Beeinträchtigungen der Kognition und sensorischen Auren. Im Liquor der NLLOE-Patienten konnten bei drei Patienten oligoklonale Banden nachgewiesen werden. Bei einem dieser Patienten wurde im Nachhinein eine autoimmune Enzephalitis als Ursache der Epilepsie postuliert. Ferner waren 70% der NLLOE-Patienten nach einem Beobachtungszeitraum von 12 Monaten anfallsfrei. Den besten Behandlungserfolg, jedoch auch die höchste Nebenwirkungsrate, wurde mit dem Antikonvulsivum Levetiracetam erzielt. Diese Ergebnisse machen deutlich, dass bei NLLOE-Patienten durch das Fehlen charakteristischer und leicht erkennbarer motorischer Symptome eine genaue Charakterisierung auch anderer semiologischer Merkmale unabdingbar ist, um gerade in dieser Patientengruppe epileptische Anfälle sicher identifizieren und eine adäquate Therapie einleiten zu können. Die Liquoranalyse deutet zudem daraufhin, dass systematische Antikörpertestungen im Liquor und Serum als weiterführende diagnostische Maßnahme zum Ausschluss einer autoimmunen Genese einer Epilepsie berücksichtigt werden sollten. Darüber hinaus belegen die Resultate ein gutes therapeutisches Ansprechen der medikamentösen antikonvulsiven Therapie bei Patienten mit nicht-läsioneller Epilepsie im höheren Lebensalter.

Background: Huntington’s disease (HD) is a progressive neurodegenerative disorder. The striatum is one of the first brain regions that show detectable atrophy in HD. Previous studies using functional magnetic resonance imaging (fMRI) at 3 tesla (3 T) revealed reduced functional connectivity between striatum and motor cortex in the prodromal period of HD. Neuroanatomical and neurophysiological studies have suggested segregated corticostriatal pathways with distinct loops involving different cortical regions, which may be investigated using fMRI at an ultra-high field (7 T) with enhanced sensitivity compared to lower fields. Objectives: We performed fMRI at 7 T to assess functional connectivity between the striatum and several chosen cortical areas including the motor and prefrontal cortex, in order to better understand brain changes in the striatum-cortical pathways. Method: 13 manifest subjects (age 51 ± 13 years, cytosine-adenine-guanine [CAG] repeat 45 ± 5, Unified Huntington’s Disease Rating Scale [UHDRS] motor score 32 ± 17), 8 subjects in the close-to-onset premanifest period (age 38 ± 10 years, CAG repeat 44 ± 2, UHDRS motor score 8 ± 2), 11 subjects in the far-from-onset premanifest period (age 38 ± 11 years, CAG repeat 42 ± 2, UHDRS motor score 1 ± 2), and 16 healthy controls (age 44 ± 15 years) were studied. The functional connectivity between the striatum and several cortical areas was measured by resting state fMRI at 7 T and analyzed in all participants. Results: Compared to controls, functional connectivity between striatum and premotor area, supplementary motor area, inferior frontal as well as middle frontal regions was altered in HD (all p values <0.001). Specifically, decreased striatum-motor connectivity but increased striatum-prefrontal connectivity were found in premanifest HD subjects. Altered functional connectivity correlated consistently with genetic burden, but not with clinical scores. Conclusions: Differential changes in functional connectivity of striatum-prefrontal and striatum-motor circuits can be found in early and premanifest HD. This may imply a compensatory mechanism, where additional cortical regions are recruited to subserve functions that have been impaired due to HD pathology. Our results suggest the potential value of functional connectivity as a marker for future clinical trials in HD.

Abstract Head motion during magnetic resonance imaging (MRI) induces image artifacts that affect virtually every brain measure. In parallel, cross‐sectional observations indicate a correlation of head motion with age, psychiatric disease status and obesity, raising the possibility of a systematic artifact‐induced bias in neuroimaging outcomes in these conditions, due to the differences in head motion. Yet, a causal link between obesity and head motion has not been tested in an experimental design. Here, we show that a change in body mass index (BMI) (i.e., weight loss after bariatric surgery) systematically decreases head motion during MRI. In this setting, reduced imaging artifacts due to lower head motion might result in biased estimates of neural differences induced by changes in BMI. Overall, our finding urges the need to rigorously control for head motion during MRI to enable valid results of neuroimaging outcomes in populations that differ in head motion due to obesity or other conditions.

Background: Stroke patients are at risk of acquiring secondary infections due to stroke-induced immune suppression (SIIS). Immunosuppressive cells comprise myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) and immunosuppressive interleukin 10 (IL-10)-producing monocytes. MDSCs represent a small but heterogeneous population of monocytic, polymorphonuclear (or granulocytic), and early progenitor cells (“early” MDSC), which can expand extensively in pathophysiological conditions. MDSCs have been shown to exert strong immune-suppressive effects. The role of IL-10-producing immunosuppressive monocytes after stroke has not been investigated, but monocytes are impaired in oxidative burst and downregulate human leukocyte antigen—DR isotype (HLA-DR) on the cell surface. Objectives: The objective of this work was to investigate the regulation and function of MDSCs as well as the immunosuppressive IL-10-producing monocytes in experimental and human stroke. Methods: This longitudinal, monocentric, non-interventional prospective explorative study used multicolor flow cytometry to identify MDSC subpopulations and IL-10 expression in monocytes in the peripheral blood of 19 healthy controls and 27 patients on days 1, 3, and 5 post-stroke. Quantification of intracellular STAT3p and Arginase-1 by geometric mean fluorescence intensity was used to assess the functionality of MDSCs. In experimental stroke induced by electrocoagulation in middle-aged mice, monocytic (CD11b+Ly6G−Ly6Chigh) and polymorphonuclear (CD11b+Ly6G+Ly6Clow) MDSCs in the spleen were analyzed by flow cytometry. Results: Compared to the controls, stroke patients showed a relative increase in monocytic MDSCs (percentage of CD11b+ cells) in whole blood without evidence for an altered function. The other MDSC subgroups did not differ from the control. Also, in experimental stroke, monocytic, and in addition, polymorphonuclear MDSCs were increased. The numbers of IL-10-positive monocytes did not differ between the patients and controls. However, we provide a new insight into monocytic function post-stroke since we can report that a differential regulation of HLA-DR and PD-L1 was found depending on the IL-10 production of monocytes. IL-10-positive monocytes are more activated post-stroke, as indicated by their increased HLA-DR expression. Conclusions: MDSC and IL-10+ monocytes can induce immunosuppression within days after stroke.

Bei Verschluss einer Zerebralarterie kommt es zu einer lokalen Minderdurchblutung und folg-lich zum Absterben von Gewebe der betroffenen Region sowie zur Induktion einer lokalen In-flammation. Diese Reaktion am Patienten kann auch beim experimentellen Verschluss mittels tMCAO (transiente Middle Cerebral Artery Occlusion) beobachtet werden. Die Auswirkung des Schlaganfalls betrifft nicht ausschließlich das Hirngewebe, sondern führt auch zu einer Immunsuppression in der Peripherie: Es kommt zu Lymphozytopenie, erhöhter Apoptose der Splenozyten und zu einer Atrophie lymphatischer Organe, wie z. B. der Milz. Die immunologischen Folgen des Schlaganfalls und speziell die Funktionen verschiedener Leu-kozytenpopulationen stehen im Fokus aktueller Forschungen. Die Rolle der Tregs, besonders mit fortschreitendem Alter, ist bisher nicht eindeutig geklärt und wurde daher in der vorliegen-den Arbeit näher untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurden FoxP3+-Treg-depletierte Tiere (Deregs) mit C57BL/6 (BL6) naiven und schlaganfallinduzierten Tiere verglichen. Untersucht wurde die apoptotische Dichte (Anzahl apoptotischer Leukozyten einer Population pro mm2 von dieser Population bedeckter Fläche) von ausgewählten Lymphozytenpopulationen: CD3+/CD4+, CD3+/CD8+, Ly6G+ und CD11c+. Die Untersuchung erfolgt im folgenden Design: 1) Entwicklung der Apoptose im zeit-lichen Verlauf 1 bis 7 Tage bzw. 7 bis14 Tage nach Infarkt. Diese Untersuchung ergab einen Trend zu höherer Apoptose und Varianz in BL6-Tieren sowie Signifikanzen für einzelne Popu-lationen und Zeitpunkte. 2) Es wurden die Unterschiede zwischen „jungen“ und „alten“ Tieren untersucht, wobei sich die in „jungen“ Tieren beobachtete Tendenz zu höherer Apoptose und Varianz in BL6-Tieren stärker zeigte. 3) Des Weiteren wurde der Zusammenhang von Apopto-sedichte und Schlaganfallvolumen untersucht. Dabei konnten vereinzelt Korrelationen zwischen hoher Apoptose und Infarktgröße ermittelt werden, die in den „alten“ Tieren stärker ausgeprägt sind. Die Korrelationen traten sowohl in BL6- als auch in Dereg-Tieren auf. 4) Die Untersu-chungen zum Zusammenhang zwischen apoptotischer Dichte und Milzvolumen ergaben aus-schließlich für die CD11c+-Färbung der „jungen“ BL6-Tiere eine Korrelation. Einige Effekte und Trends gilt es noch mit größerer Tierzahl zu überprüfen.