12. Dreiländertagung - Gemeinsame Jahrestagung der Deutschen und Österreichischen Gesellschaft für Epileptologie und der Schweizerischen Epilepsie-Liga

PD Dr. med.

Vorsitz

PD Dr.

Real-world-Daten aus der internationalen, zweiteiligen Registerstudie AADCAware zur Untersuchung von Patienten mit Aromatische-L-Aminosäure-Decarboxylase-Mangel (AADC-d) mit oder ohne Behandlung mit Eladocagen exuparvovec

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Einleitung Ein Aromatische-L-Aminosäure-Decarboxylase-Mangel (AADC-d) ist eine sehr seltene autosomal-rezessive Neurotransmitterstörung, die zu einer schweren Beeinträchtigung der neurologischen Entwicklung führt. Informationen zum klinischen Erscheinungsbild, prognostischen Faktoren oder Behandlungsmuster sind gering. Das AADCAware-Register ist eine zweigeteilte Studie: Teil A des AADCAware-Registers zielt darauf den natürlichen Verlauf von AADC-Mangel unter einer Standardtherapie zu beschreiben. Teil B soll die langfristige Wirksamkeit und Verträglichkeit einer Behandlung mit Eladocagene exuparvovec auf die motorischen Funktionen der Patienten bewerten. Ziele Diese Arbeit analysiert und präsentiert die demografischen und Baseline-Daten von Teil A der AADCAware Patienten bis zum 10. März 2022. Materialien &amp; Methoden AADCAware ist ein internationales, multizentrisches, longitudinales, Real-world Beobachtungsregister für Patienten mit AADC-d. In Teil A werden die Teilnehmer jährlich über einen Zeitraum von mindestens 5 Jahren nachbeobachtet. Ergebnisse Neunzehn Teilnehmer (10 männlich und 9 weiblich) wurden in die Studie aufgenommen. Ihr medianes (min.; max.) Alter betrug 4 Jahre (1; 41 Jahre). Das mediane (min.; max.) Alter bei Auftreten der ersten Symptome betrug 3 Monate (0, 6 Monate), bei der molekulargenetischen Diagnose 11,5 Monate (5; 384 Monate) und bei der Diagnose der enzymatischen AADC-Aktivität 24 Monate (4; 384 Monate). Von den 18 Teilnehmern, für die bei Studienbeginn Daten zum Schweregrad der AADC-d vorlagen, hatten 13 (72,2 %) eine schwere Erkrankung, 3 (16,7 %) eine mittelschwere und 2 (11,1 %) eine leichte Erkrankung. Der motorische Entwicklungsstand wurde anhand des Peabody Developmental Motor Scale-2 (PDMS-2) beurteilt. Von 12 Teilnehmern, für die hier Daten vorlagen, hatten 9 (75,0 %) noch keine volle Fähigkeit entwickelt: zur Kopfkontrolle, ohne Hilfe zu sitzen, mit Unterstützung zu stehen oder zu gehen. Nur 3 (25,0 %) Teilnehmer meisterten alle 4 motorischen Meilensteine. Die Daten wurden erstmals präsentiert beim SSIEM Annual Symposium, 30. August-2. September 2022, Freiburg, Deutschland. Zusammenfassung Die Mehrheit der Patienten in Teil A des AADCAware-Registers wiesen eine schwere Erkrankung auf (72,2 %) und erreichte nicht die 4 gemessenen motorischen Meilensteine (75,0 %).

Epidemiologie und Versorgungsforschung

ePoster

Prof. Dr.

y8 containing AMPA receptors in seizure like activity

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Einleitung: Die Prävalenz der Epilepsie liegt bei etwa 0,5-1%, davon sind etwa 30% der PatientInnen von Pharmakoresistenz betroffen (1). Somit ergibt sich ein Bedarf, neue und effektive Antiepileptika zu entwickeln. Um Nebenwirkungen möglichst gering zu halten, sollten diese in ihrer Wirkweise möglichst spezifisch sein. Ein mögliches therapeutisches Ziel sind AMPA-Rezeptoren (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor), die typischerweise schnelle exzitatorische Neurotransmission vermitteln und zur Anfallsgenese beitragen (2). Mit Perampanel gibt es bisher einen zugelassenen AMPA-Rezeptor-Antagonisten. Neuere Veröffentlichungen allerdings zeigen, dass AMPA-Rezeptoren auch einen langsamen Strom mit reduzierter Desensitisierung exprimieren können, der ebenfalls eine erhöhte Anfälligkeit für epileptische Anfälle zur Folge haben kann (3, 4). Mutmaßlich ist an den langsamen AMPA-Strömen das Hilfsprotein TARP γ-8 beteiligt, da Häufigkeit und Amplitude der langsamen Ströme nach TARP γ-8 Überexpression steigt. Ziele: Ziel des Projektes ist die elektrophysiologische Untersuchung der Effekte von LY3130481, das spezifisch AMPA-Rezeptoren in Komplex mit dem o.g. Hilfsprotein TARP γ-8 blockiert (5). Verglichen wird dieses mit Perampanel, einem klinisch verwendeten AMPA-Rezeptor-Antagonisten, und NBQX, einem kompetitiven AMAP-Rezeptor-Antagonisten, der laut Literatur zwar klassische, aber nicht langsame AMPA-Ströme inhibiert (3). Material &amp; Methoden: In Hippocampus-Schnitten aus Wildtypmäusen wurden zunächst mittels 4-Aminopyridin (4-AP) anfallsartige Ereignisse (seizure like events; SLEs) induziert und extrazelluläre Feldpotentiale und intrinsische optische Signale (intrinsic optical signal; IOS) abgeleitet. Die Ableitungen erfolgten im entorhinalen Kortex und im Gyrus dentatus, nach Induktion der anfallsartigen Ereignisse wurden jeweils LY3130481, Perampanel oder NBQX appliziert. Für LY3130481 erfolgten zusätzliche Messungen im Hippocampus in den Regionen CA1 und CA3. Ergebnisse und Zusammenfassung: NBQX (10µM) inhibierte anfallsartige Ereignisse vollständig, auch nach dem Auswaschen. Perampanel (3µM) inhibiert die Anfallsereignisse ebenfalls, wobei diese nach dem Auswaschen wieder auftraten. LY3130481 (10µM) inhibierte anfallsartige Ereignisse im Kortex nicht, aber reduzierte dessen Dauer. Unsere Ergebnisse bestätigen die essentielle Rolle von klassischen AMPA Rezeptoren bei der Entstehung von anfallsartigen Ereignissen. Hingegen scheinen AMPA Rezeptoren in Komplex mit TARP γ-8 bei anfallsartigen Ereignissen zwar beteiligt zu sein, sind aber für dessen Entstehung nicht zwingend notwendig. Zur genaueren Verständnis der Rolle von AMPA Rezeptoren in Komplex mit TARP γ-8 sind nun weitere, insbesondere Einzelzellexperimente in Nager- und humanen Hirnschnitten geplant. Quellen: Kalilani, L., et al. (2018). "The epidemiology of drug-resistant epilepsy: A systematic review and meta-analysis." Epilepsia 59(12): 2179-2193. Kamalova, A. and T. Nakagawa (2021). "AMPA receptor structure and auxiliary subunits." J Physiol 599(2): 453-469. Pampaloni, N. P. and A. J. R. Plested (2022). "Slow excitatory synaptic currents generated by AMPA receptors." J Physiol 600(2): 217-232. Pampaloni, N. P., et al. (2021). "Slow AMPA receptors in hippocampal principal cells." Cell Rep 36(5): 109496. Kato, A. S., et al. (2016). "Forebrain-selective AMPA-receptor antagonism guided by TARP γ-8 as an antiepileptic mechanism." Nat Med 22(12): 1496-1501.

Experimentelle Epileptologie

Differenzielle Effekte des GluN2B-Inhibitors Ro 25-6981 auf die synaptische Übertragung und Potenzierung in der CA3-Region in einem Modell der Anti-NMDAR-Enzephalitis

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Einleitung: An den Synapsen zwischen Assoziations- und Kommissuralfasern und den CA3-Pyramidenzellen im Hippokampus (kurz: Assoziationsfasersynapse) ist Langzeitpotenzierung (LTP) in der Regel N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptor (NMDAR)-abhängig. In früheren Studien konnte gezeigt werden, dass in einem Tiermodell der NMDAR-Enzephalitis diese Form der synaptischen Plastizität tatsächlich reduziert war. Auf der anderen Seite wurde in dieser Region aber eine vermehrte Epileptogenität gefunden. NMDAR vom GluN2B-Subtyp (auch Grin2B genannt) sind typischerweise nicht nur subsynaptisch, sondern auch extrasynaptisch lokalisiert, letztere werden vor allem bei hochfrequenter Erregung durch Glutamat-Überlauf aktiviert. Ziele: Wir fragten uns, welche Rolle NMDAR vom GluN2B-Subtyp bei der Anti-NMDAR-Enzephalitis spielen und haben dafür den spezifischen GluN2B-Blocker Ro 25-6981 eingesetzt. Materialien &amp; Methoden: Wir führten eine bilaterale stereotaktische Injektion von Patientenliquor in den Hippokampus von Ratten durch, um postoperativ (1-7 Tage) Hirnschnitte zu präparieren und die Effekte des Liquors mit oder ohne NMDAR-Antikörper auf erregende postsynaptische Potenziale (EPSP) an der Assoziationsfasersynapse zu testen. Ergebnisse: Schnitte von Anti-NMDAR-behandelten Tieren zeigten im Vergleich zu Kontrollen erhöhte EPSP-Amplituden bei gleichzeitig vermindertem Doppelpulsverhältnis (2. EPSP zu 1. EPSP bei einem Intervall von 40 ms). Der GluN2B-Inhibitor ahmte diese Effekte im Kontrollgewebe nach, hatte aber keinen Effekt im Anti-NMDAR-Gewebe. Eine Hochfrequenzstimulation zur Induktion von LTP führte im Anti-NMDAR-Gewebe zu einer signifikant geringeren Potenzierung als im Kontrollgewebe, evozierte aber epileptiforme Nachpotenziale. Beide Effekte im Anti-NMDAR-Gewebe konnten durch Zugabe des GluN2B-Inhibitors in die Badlösung verhindert werden. Zusammenfassung: Diese Ergebnisse deuten an, dass die erhöhte basale Transmission im Anti-NMDAR-Gewebe durch eine Antikörper-vermittelte Blockade präsynaptischer GluN2B-Rezeptoren zustande kam. Diese präsynaptischen Rezeptoren unterschieden sich offenbar von den extrasynaptisch lokalisierten postsynaptischen Rezeptoren, da hier eine eine pharmakologische Blockade die Antikörper-vermittelte Hemmung der Potenzierung aufheben konnte. Durch eine gezielte Adressierung letztgenannter NMDAR könnte eine neue Strategie zur symptomatischen Therapie der NMDAR-Enzephalitis entstehen.

Grundlagenforschung, Tiermodelle

MMF induziert antioxidative and anaplerotische Stoffwechselwege und ist neuroprotektiv in neuronale Übererregbarkeit (Hyperexzitabilität) in vitro

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Einleitung: Neuronale Übererregbarkeit (Hyperexzitabilität) ist ein bekannter Mechanismus neuronaler Schädigung, welcher sowohl bei Epilepsie als auch bei entzündlichen Hirnerkrankungen wie Multipler Sklerose (MS) eine Rolle spielt. Die Exzitabilität stellt somit einen wichtigen Pathomechanismus dar und deren Beeinflussung könnte neuronaler Schäden verringern. Dimethylfumarat (DMF) und sein pharmakologisch aktiver Metabolit Monomethylfumarat (MMF) sind zugelassene MS-Therapeutika, welche immunsuppressive und antioxidative Signalwege induzieren können und deren neuroprotektive Wirkungen bereits in anderen präklinischen Modellen neurologischer Erkrankungen nachgewiesen wurde. Ziele: Ziel dieser Studie ist es die Effekte der bekannten antiinflammatorische Substanz (MMF) auf die neuronale Exzitabilität in vitro zu untersuchen und die zu Grunde liegenden neurophysiologischen Mechanismen zu beleuchten. Methoden: Hierfür wurde zunächst ein proteomischer Ansatz verwendet, um potenzielle neue Ziele nach der Behandlung mit MMF in glio-neuronalen Hippocampus-Kulturen zu identifizieren. Anschließend erfolgten weitere neurophysiologische Untersuchungen (Stoffwechselanalysen, ROS-Produktion, Zelltod etc.) um die möglichen durch MMF vermittelten Effekte zu untersuchen. Ergebnisse: Die Behandlung mit MMF führt zu einer Induktion antioxidativer (HMOX1, NQO1) und anaplerotischer Stoffwechselwege (GAPDH, PC), die mit einer Verringerung der ROS-Produktion, einem erhöhten mitochondrialen NADH-Redox-Index und einem verringerten NADH-Pool korrelieren. Darüber hinaus reduzierte MMF die glykolytische Kapazität, was auf eine Veränderung der intrazelluläre Stoffwechselprogramme hinweist. In eine Hyperexzitabilitätsmodell in vitro (Modell mit niedrigem Magnesiumgehalt) konnte gezeigt werden das MMF die ROS-Produktion verringert, was mit einer Reduktion des neuronalen Zelltod einhergeht.. Zusammenfassung: Diese Ergebnisse zeigen, dass MMF eine potenzielle neue therapeutische Möglichkeit für die durch Übererregbarkeit verursachte Neurodegeneration darstellt.

Univ.-Prof. Dr. med.

Prof. Dr. med.

In einem CD8+ T-Zellen-gesteuerten Tiermodell der limbischen Enzephalitis wird die Dynamik der T-Zellen-Aktivierung durch verschiedene Mechanismen des angeborenen Immunsystems stark beeinflusst

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Einleitung: Autoimmunenzephalitis (AE) wird zunehmend als Ursache der Temporallappenepilepsie (TLE) im Erwachsenenalter erkannt. AE umfasst ein Spektrum entzündlicher Veränderungen in den betroffenen Hirnstrukturen, einschließlich der Präsenz von Immunzellen. In Biopsaten des Hippokampus von Patienten mit pharmakoresistenter TLE, die mit Autoantikörpern gegen intrazelluläre Ziele einhergehen, werden häufig zytotoxische T-Zellen beobachtet, die Neuronen des Hippokampus angreifen. Das genaue Potenzial dieser T-Zellen bei der Entstehung einer TLE sowie die zugrunde liegenden immunologischen Signalkaskaden sind noch nicht vollständig entschlüsselt. Ziele: Zeitabhängige Analyse immunologischer Signalkaskaden und der sich daraus ergebenden funktionellen und strukturellen Veränderungen bei T-Zell-vermittelter AE und deren Beitrag zur Epileptogenese. Material &amp; Methoden: Wir nutzen unser etabliertes CD8+ T-Zell-vermitteltes AE-Modell in Mäusen. Ein von dem Modellantigen Ovalbumin (OVA) abgeleitetes Peptid wird nach Transduktion von Neuronen durch rekombinante adeno-assoziierte Viren (rAAV) als Vektor in einer MHCI-abhängigen Weise präsentiert und löst das Targeting durch spezifische zytotoxische T-Zellen in transgenen OT-I-Mäusen aus.Es entwickelt sich ein dynamischer Anfallsphänotyp mit einer Anfangsphase, gekennzeichnet durch sehr häufige epileptische Aktivität, gefolgt von rezidivierenden Anfällen in geringer Häufigkeit, die ab der zweiten Woche nach der Antigenexposition auftreten. Lokal kommt es zu ausgeprägten neuropathologischen Veränderungen. Mit Hilfe der Illumina-basierten Hochdurchsatz-Sequenzierung wurden Veränderungen in der Genexpression im Hippokampus in verschiedenen Modell-Stadien detektiert und verschiedenen Clusteranalysen unterzogen. Ergebnisse: Robuste transkriptomische Veränderungen treten hauptsächlich in der akuten Phase des AE-Modells, nämlich an den Tagen 5 und 8 nach Antigentransfer, auf. Darüber hinaus zeigte die funktionelle Analyse differentiell exprimierter Gene (DEG) mit Hilfe der Genontologie (GO) eine Aktivierung verschiedener immunologischer Kaskaden, die mit der angeborenen und adaptiven Immunantwort in Verbindung stehen. Interessanterweise sind die Aktivierungs- und Regulationskaskaden der T-Zellen in hohem Maße von den angeborenen Immunwegen beeinflusst, wobei insbesondere verschiedene Interferon-Signalwege eine Rolle spielen. Zusammenfassung: Unsere Daten belegen eine hochdynamische Aktivität von verschiedenen Entzündungswegen bei der CD8+ T-Zellen-gesteuerten AE. Dabei deutet die ausgeprägte Aktivierung spezifischer angeborener Immunmechanismen auf einen koordinierten Angriff von angeborenen Immunzellen auf neuronale Zellen hin, die das Modellantigen OVA exprimieren. Diese vielversprechenden Ergebnisse könnten die Grundlage für die gezielte Beeinflussung spezifischer Entzündungswege für eine anti-epileptogene und -konvulsive Therapie bei AE bilden. Diese Arbeit wurde unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SFB1089, FOR2715) sowie der Else-Kröner-Fresenius-Stiftung und des BONFOR Programmes des Uniklinikums Bonn.

Die CA2 Region des Hippocampus bei der mesialen Temporallappenepilepsie

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Einleitung Die hippocampale CA2 Region spielt im gesunden Gehirn eine wichtige Rolle bei der sozialen Wiedererkennung. Bei mesialer Temporallappenepilepsie (MTLE) weist die CA2 Region im Gegensatz zu den benachbarten CA3 und CA1 Regionen eine erhöhte Resistenz gegenüber epilepsieassoziiertem Zelltod auf. Es ist allerdings unklar, ob und wie die CA2 Region an epileptischen Anfällen beteiligt ist, inwieweit die normale Hirnaktivität in dieser Region verändert ist und wie sich dies auf CA2-mediierte Verhaltensweisen auswirkt. Ziele Wir möchten in einem Tiermodell, das die Hauptmerkmale der menschlichen MTLE (epileptische Anfälle, Hippocampussklerose, Pharmakoresistenz) nachbildet, die physiologischen Eigenschaften der CA2 Region im epileptischen Netzwerk als auch deren Auswirkung auf das Verhalten der Tiere untersuchen. Materialien&amp; Methoden Durch eine einmalige, unilaterale Injektion des Glutamatrezeptor-Agonisten Kainat in den Hippocampus adulter Mäuse wird eine Hippocampussklerose mit Körnerzelldispersion ausgelöst. Wir implantierten intrahippocampale Elektroden in den Gyrus dentatus und in die CA2 Region beider Hippocampi, um in vivo sowohl epileptische Anfälle, als auch anfallsfreie Aktivität abzuleiten. Zudem verwendeten wir Siliziumsonden, um hochaufgelöst die Komponenten der lokalen Feldpotentiale zu untersuchen. Mittels viralem Tracing stellten wir die axonalen Verbindungen der CA2 Region unter epileptischen Bedingungen dar. Außerdem führten wir Verhaltensversuche zur sozialen Wiedererkennung bei Mäusen durch. Ergebnisse Unsere Messungen zeigen, dass die CA2 Region an der Entstehung und Ausbreitung epileptischer Aktivität aktiv beteiligt ist. Die Projektion der CA2 Region in den contralateralen, nicht-sklerotischen Hippocampus bleibt auch bei MTLE erhalten und es kommt zu einer Ausbreitung der epileptischen Aktivität in den contralateralen Hippocampus. Darüber hinaus tritt nicht nur im Gyrus dentatus, wie zuvor gezeigt (Kilias et al., 2018), sondern auch in der CA2 Region beider Hippocampi eine Verlangsamung des Thetarhythmus um ~1Hz auf, die bereits früh nach Kainatinjektion messbar ist und über den gesamten Untersuchungszeitraum stabil bleibt. Damit einhergehend finden wir in den Mäusen trotz des Erhalts der Soziabilität eine Reduktion in der sozialen Wiedererkennung. Schlussfolgerungen Unsere Daten zeigen, dass die CA2 Region des Hippocampus an Generierung und Ausbreitung epileptischer Aktivität beteiligt ist und dass es zu Veränderungen der CA2-vermittelten Verhaltensmuster im MTLE-Tiermodell kommt.

Regionale Transkriptomprofile im humanen Hippocampus von Patient*innen mit mesialer Temporallappenepilepsie nach epilepsiechirurgischem Eingriff

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Einleitung: Die mesiale Temporallappenepilepsie mit Hippocampussklerose repräsentiert das häufigste Epilepsiesyndrom bei Erwachsenen mit pharmakoresistenter fokaler Epilepsie (Wieser 2004). Sie wird als polygene Erkrankung angesehen, deren komplexe Pathophysiologie mit Dysregulation neuronaler Netzwerke und zellulärer Signalkaskaden noch immer unzureichend verstanden ist. In den letzten Dekaden wurden insbesondere Tiermodelle entwickelt und nachfolgend genutzt, um fundamentale krankheitsspezifische Mechanismen zu erforschen, diese repräsentieren die humanen Bedingungen aber nur unvollständig (Löscher 2017). Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Translation in der Epileptologie und zugleich Reduktion von Tierversuchen bietet die Verwendung von humanem Gewebe ex vivo. Durch die in den letzten Jahren optimierten molekularbiologischen Methoden können dabei anfallsassoziierte Veränderungen der Genexpression untersucht und das gesamte Transkriptom analysiert werden. Im humanen Gewebe können so speziesspezifisch Einblicke in die molekularen Grundlagen der Pathophysiologie der Epilepsie, insbesondere der mesialen Temporallappenepilepsie, gewonnen werden (Guelfi et al. 2019). Methoden/Ergebnisse: Wir haben eine interdisziplinäre Studie zur Durchführung von transkriptomweiten Untersuchungen der Genexpression in Hippocampusresektaten nach epilepsiechirurgischem Eingriff bei Patient*innen mit Hippocampussklerose und mesialer Temporallappenepilepsie initiiert. Unmittelbar postoperativ wird ein hippocampaler Gewebeblock, der den Gyrus dentatus und angrenzende Anteile des Subiculums umfasst, frisch eingefroren und anschließend für die Methode des sog. Spatial transcriptomics genutzt. In hippocampalen Schnitten wird dabei das gesamte Transkriptom in hoher räumlicher Auflösung analysiert. So können regionale Genexpressionsprofile, die auf 1000-2000 Genen basieren, erstellt und im Hirngewebe visualisiert werden. Die Daten dieser Transkriptomanalyse werden mit der neuropathologischen Diagnostik korreliert und im Kontext der klinischen Angaben zur Epilepsie bewertet. Nach erfolgreicher Etablierung der Methode haben wir nun begonnen, Hippocampi von 5 Patient*innen ausführlich molekularbiologisch zu charakterisieren. Schlussfolgerungen: Perspektivisch eröffnen sich durch diese grundlagenwissenschaftliche Studie Möglichkeiten, neue Biomarker und therapeutische Optionen sowie auch genetische Risikofaktoren zu identifizieren, die die Epilepsie und deren Pharmakoresistenz begünstigen. Referenzen: Wieser, H. G., ILAE Commission on Neurosurgery of Epilepsy. (2004) ILAE Commission Report. Mesial temporal lobe epilepsy with hippocampal sclerosis. Epilepsia 45, 695–714. Löscher, W. (2017) Animal models of seizures and epilepsy: Past, present, and future role of the discovery of antiseizure drugs. Neurochem Res 42, 1873-1888. Guelfi, S., Botia, J. A., Thom, M., Ramasamy, A., Perona, M., Stanyer, L. et al. (2019) Transcriptomic and genetic analyses reveal potential causal drivers for intractable partial epilepsy. Brain 142, 1616–1630.

Parvalbumin-exprimierende Interneurone kontrollieren die Aktionspotenzial-Phasenkopplung hippocampaler Neurone an Theta-Oszillationen

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Fragestellung: Die Informationsverarbeitung durch hippocampale Neurone wird getragen durch die Anzahl von Aktionspotenzialen und deren zeitliche Beziehung zu lokalen Netzwerkoszillationen im Theta- (5-14 Hz), Gamma- (30-80 Hz) und im Ripple-Frequenzbereich (150-200 Hz). Der Zeitpunkt der Aktionspotenzialgenerierung einzelner Neurone wird wesentlich durch inhibitorische synaptische Eingänge beeinflusst, die durch ein komplexes Netzwerk Gamma-Amino-Buttersäure (GABA)-freisetzender inhibitorischer Interneurone gebildet wird. Hier stehen u. a. Parvalbumin-exprimierende Interneurone (PVIs) im Fokus des wissenschaftlichen Interesses auf Grund ihrer Funktion als einflussreiche Regulatoren der neuronalen Netzwerkaktivität. Die Rolle der hippocampalen PVIs in der Entstehung hippocampaler Netzwerkoszillationen sowie der zeitlichen Kopplung der Prinzipalzellaktivität an diese rhythmische Netzwerkaktivität ist bislang jedoch nur unvollständig verstanden und wird hier untersucht. Methoden: Die virus-vermittelte Expression der lichtsensitiven Chloridionenpumpe eNpHR spezifisch in PVIs in den hippocampalen Regionen Gyrus dentatus (DG) und CA1 in Mäusen erlaubt eine zeitlich klar definierte Hemmung der PVI-Aktivität in vivo durch intracerebrale Lichtapplikation. Neuronale Einzelzellaktivität und das lokale Feldpotenzial (LFP) wurde aufgezeichnet durch Tetrodenableitungen in verschiedenen hippocampalen Regionen in insgesamt 7 sich frei bewegenden Tieren (PV-Cre Mäuse) bei zeitgleicher repetitiver licht-gesteuerter Hemmung der lokalen PVI-Aktivität. Ergebnisse: Die immunhistochemische Untersuchung der eNpHR-Expression ergab eine Spezifität für PVIs von 79,3% (CA1) und 69,6% (DG). Dabei exprimierten 82,6% (DG) und 45,5% (CA1) der PVIs eNpHR. Repetitive licht-vermittelte Aktivierung von eNpHR (2 s lange Lichtpulse) führte zu einer signifikanten Änderung der Feuerrate in 14,3% der CA1 Pyramidenzellen und in 20,1% der erfassten hippocampalen Interneurone (insgesamt 638 registrierte Zellen) mit sowohl einer licht-vermittelten Reduktion als auch einer Erhöhung des Aktivitätslevels. Hippocampale Netzwerkoszillationen zeigten sich im LFP nicht signifikant verändert während der licht-vermittelten PVI-Inhibition. Während einzelne Zellen teilweise mit einer Verstärkung und teilweise mit einer Abschwächung der zeitlichen Kopplung an die Phase verschiedener Netzwerkoszillationen auf die Hemmung der lokalen PVIs reagierten, ergab sich auf dem Niveau der Zellpopulationen lediglich für die CA1 Pyramidenzellen eine signifikante Entkopplung ihrer Aktionspotenziale von der Theta-Oszillationsphase. Die Aktionspotenzial-Phasenkopplung der CA1 Pyramidenzellen an Gamma- oder Ripple-Oszillationen war nicht signifikant verändert. Auch Interneurone wiesen auf dem Niveau der Population keine signifikante Änderung ihrer Aktionspotenzial-Phasenkopplung auf während der licht-vermittelten Hemmung der PVI-Aktivität. Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse zeigen, dass eine intakte Aktivität der hippocampalen PVIs Voraussetzung ist insbesondere für die physiologische Aktionspotenzial-Phasenkopplung der CA1 Pyramidenzellen an lokale Theta-Oszillationen.

Prof.

Koexistierende Autoantikörper haben einen Einfluss auf die klinische Präsentation von anti-GAD65-positiven Patienten mit neurologischer Manifestation

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Einleitung: Autoantikörper gegen die intrazellulär gelegene 65 kDa-Isoform der Glutaminsäure-Decarboxylase (GAD65) stehen mit heterogenen neurologischen Erkrankungen in Verbindung, darunter zerebelläre Ataxie, Stiff-Person-Syndrom, Temporallappenepilepsie und limbische Enzephalitis. Die pathophysiologische Rolle von anti-GAD65-Autoantikörpern bei Neuroinflammation ist jedoch nur unzureichend verstanden. Das Vorhandensein koexistierender Autoantikörper könnte in diesem Zusammenhang zum Pathogenitätsmechanismus beitragen und soll daher genauer untersucht werden. Ziele: In der vorliegenden Studie werden Proben von anti-GAD65-Autoantikörper-positiven neurologischen PatientInnen auf das Vorhandensein anderer, koexistierender Autoantikörper und deren mögliche funktionelle Relevanz untersucht. Methoden: Sera von anti-GAD65-positiven PatientInnen mit neurologischer Manifestation werden einer Antikörper-Antigen-Identifizierung unterzogen. Wir kombinieren eine breite Palette von Ansätzen, die Immunoblotting, Immunpräzipitation, Massenspektrometrie, subzellulärer Bindungsmusteranalyse in primären neuronalen Kulturen und Immunhistochemie sowie in vitro Tests zum neuronalen Uptake umfassen. Ergebnisse: Massenspektrometrische Untersuchungen der Zusatzbanden in Westernblots identifizierten neben GAD65 ein ca. 40 kDa großes Protein als koexistierende Antikörperzielstruktur. Darauffolgende Untersuchungen von 100 anti-GAD65-positiven PatientInnenproben ergeben insgesamt 26 PatientInnen, deren Seren ebenfalls eine starke Immunreaktivität um 40 kDa aufweisen. Analoge Liquor-Untersuchungen bestätigen das Vorkommen dieser Autoantikörper auch im Gehirn. Die gleichzeitige Exposition beider Autoantikörper führt in vitro zu funktionellen neuronalen Veränderungen. Klinisch zeigen die PatientInnen, bei denen beide Autoantikörper nachweisbar sind, spezifische Merkmale. Zusammenfassung: Koexistierende Autoantikörper können im Zusammenhang mit anti-GAD65 Autoantikörpern bei neurologischen PatientInnen auftreten und haben potentiell einen Einfluss auf das klinische Spektrum der Erkrankungen. Diese Arbeit wurde unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SFB1089, FOR2715) sowie der Else-Kröner-Fresenius-Stiftung und des BONFOR Programmes des Uniklinikums Bonn.

Neuropathologie

Dr. med

Dr. med.

Einzelzell-Transkriptomanalyse in Hirngewebe und klinische und neuropathologische Korrelate bei Patienten mit anti-Drebrin Autoantikörper positiver Autoimmunenzephalitis.

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften) Einleitung: Autoimmunenzephalitis (AE) ist eine immunvermittelte Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS), bei der Autoantikörper oder Immunzellen das Gehirn angreifen. Klinisch führt die Erkrankung häufig zu fokalen bis bilateralen tonisch-klonischen Anfällen, rasch fortschreitenden Gedächtnisstörungen sowie psychiatrischen Symptomen. Kürzlich haben wir bei seronegativen AE-Patienten einen neuen Autoantikörper identifiziert, der auf das intrazelluläre postsynaptische Gerüstprotein Drebrin abzielt, das eine Rolle bei der Morphologie und Bildung dendritischer Dornen spielt. Ziele: Charakterisierung und Analyse von RNA-Profilen auf Einzelzellebene in hippocampalem Gewebe von Patienten mit Drebrin-Autoantikörper-positiver Autoimmunenzephalitis, sowie klinischer und neuropathologischer Korrelate. Methoden: Aus chirurgisch reseziertem, kryokonserviertem hippocampalem Gewebe von zwei Drebrin-Autoantikörper-positiven Patienten, sowie vergleichenden Kontrollen, wurden mit der GentleMACS-Technologie einzelne Zellkerne isoliert, mit Hilfe der Durchflusszytometrie separiert und die enthaltene RNA mittels next generation sequencing (NGS) sequenziert (Illumina sequencing). Verschiedene Clusteranalysen geben Aufschluss über immunologische Prozesse, sowie den Einfluss auf Veränderungen von Genen, die mit Hyperexzitabilität zusammenhängen. Die Sequenzierungsdaten wurden mit klinischen und neuropathologischen Daten aus unserer Drebrin-Autoantikörper-positiven Patientenkohorte mit Temporallappenepilepsie (n = 9) korreliert. Ergebnisse: Clusteranalysen der mRNA aus Einzelzellisolaten der Gehirnresektaten von Drebrin-Autoantikörper-positiven Patienten ergaben innerhalb des Immunzell-Clusters, sowie im neuronalen Cluster, signifikante Unterschiede im Vergleich zu GAD65-Autoantikörper-positiven Patienten und Patienten mit klassischer Hippocampussklerose. Die Gene-Ontology-Analyse (GO) ergab, dass verschiedene GO-Terme, wie z.B. B-Zell-Rezeptor-Signalisierung, Th17-Zell-Differenzierung und der HIF-1-Signalweg, bei Drebrin-positiven und GAD65-positiven Patienten unterschiedlich angereichert waren. Darüber weisen verschiedene Transkriptionsfaktoren angereicherte Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen in den Promotorregionen der unterschiedlich exprimierten Gene auf. Im Einklang mit der Sequenzierungsanalyse wiesen auch Blut- und Liquoruntersuchungen deutliche Hinweise auf eine durch neuroinflammatorische Prozesse hervorgerufene Bluthirnschrankenstörung, sowie eine intrathekale Antikörperproduktion auf. Immunhistochemische Untersuchungen zeigten deutliche neuronale Degenerationen, astrogliotische Umbauprozesse, sowie Infiltrationen von T-Zellen und Mikroglia. Zusammenfassung: Die T-Zell-Infiltration im Hirngewebe und Liquor sowie differentiell exprimierte T-Zell-Gene in anti-Drebrin-positiven Patienten deuten darauf hin, dass T-Zellen eine pathogene Rolle spielen und zur Aufrechterhaltung der Krankheit beitragen. Diese Arbeit wurde unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SFB1089, FOR2715) sowie der Else-Kröner-Fresenius-Stiftung und des BONFOR Programmes des Uniklinikums Bonn.

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