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Akute Effekte humaner Autoantikörper auf Ionenkanäle an Spinalganglienzellen von Ratten

Acute effects of human antibodies on ion-channels in DRG-neurons

Fabian, Svenja Aglaia


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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-95870
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2013/9587/

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Antikörper , Spinalganglienzellen , Polyneuropathie
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Physiologie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 22.04.2013
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 13.06.2013
Kurzfassung auf Deutsch: In dieser experimentellen Arbeit wurden IgG-Fraktionen von Patienten mit verschiedenen
entzündlichen Polyneuropathien mit Hilfe der patch-clamp Technik auf ihren akuten Effekt an
Hinterwurzelganglienneuronen von Ratten getestet. Die Hinterwurzelganglienneurone von jungen
Ratten wurden mit Hilfe einer speziellen slice-Technik präpariert. Es erfolgten Messungen der
gesamten Ionenströme und der Aktionspotenziale in HEPES-Lösung, drei Minuten nach
Antikörpersuperfusion und drei Minuten nach Auswasch einer Antikörperfraktion mit HEPESLösung.
Als Negativkontrollen wurden IgG-Fraktionen von neurologisch gesunden Probanden und
als Positivkontrolle IgG-Fraktionen von Patienten mit Lambert-Eaton-Syndrom verwendet.
Hierbei ergaben sich für die Kontrollseren von gesunden Patienten keine Änderungen in den jeweils
untersuchten Parametern. Die Positivkontrollen mit Antikörpern gegen spannungsabhängige
Kalziumkanäle bei Lambert-Eaton-Syndrom (LEMS) zeigten eine Reduktion der
Spitzeneinwärtsströme wie sie bei einer Kalziumkanalblockade, die beim LEMS typisch ist,
vorkommt. Damit ist das Modell grundsätzlich für Untersuchungen dieser Art geeignet.
Bei der Untersuchung entzündlicher Polyneuropathien wie dem Guillain-Barré-Syndrom (GBS), der
chronischen inflammatorischen demyelinisierenden Polyneuropathie (CIDP) und
paraneoplastischen Polyneuropathien wurde zwischen rein motorischen und sensiblen Formen
unterschieden. Bei rein motorischem GBS und CIDP fanden sich vor und nach IgG-Applikation
keine Änderungen der gemessenen Parameter. Die IgG-Applikation von Patienten mit GBS und
CIDP mit sensibler Beteiligung erbrachte eine Reduktion der Einwärtsströme unter IgG
Superfusion, was für einen akuten Effekt der Antikörper spricht. Hierbei kann es sich um eine
Reduktion der Natriumströme oder der Kalziumströme handeln oder durch eine Erhöhung der
Auswärtsströme um eine Pseudoeinwärtsstromreduktion. Diese erklärt jedoch als klinisches
Korrelat nicht das vermehrte Auftreten von Schmerzen, sondern eher eine Hypästhesie.
Bei der paraneoplastischen Neuropathie, bei der als Kreuzreaktion Antikörper gegen neuronale
Strukturen auftreten, von denen nicht geklärt ist, ob sie nur einen diagnostischen Marker darstellen
oder pathogen wirksam sind, verursachten die IgG von Patienten keine Änderung der Ionenströme.
Die Schwelle zur Auslösung von Aktionspotenzialen war allerdings herabgesetzt, was zum
vermehrten Auftreten von Schmerzen passt. Ursächlich für eine fehlende Alteration der Ströme
können ein komplizierter Aufnahmemechanismen der Antikörper in die Zelle bei intrazellulärer
Lage des Antigens sein oder ein zusätzliches Erfordernis von Komplement und Enzündungszellen.
Bei der sensiblen Polyneuropathie mit IgG und IgM-Antikörpern bei MGUS konnte eine deutliche
Reduktion der Auswärtsströme, die vereinbar ist mit einer Kaliumstromblockade, nachgewiesen
werden. Dies führt zu einer erhöhten neuronalen Erregbarkeit, wozu als klinisches Korrelat ein
vermehrtes Schmerzempfinden passt.
Diese Experimente zeigen, dass IgG Antikörper von Patienten mit sensiblen Immunneuropathien
einen akuten Effekt an Hinterwurzelganglienneuronen auslösen. Die beobachteten Phänomene
weisen auf eine hohe Spezifität der jeweils produzierten Antikörper hin, da die von Patienten
produzierten Antikörper nur auf ganz bestimmte Antigene reagieren. Zur Spezifizierung der
Ionenkanäle ist jedoch eine weitere Testung an Einzelkanälen oder zumindest mit Blockern für
bestimmte Ionenkanäle erforderlich.
Kurzfassung auf Englisch: In this study we examined the effect of different IgG-fractions of patients with different neuropathies
on rat DRG neurones by means of the patch-clamp technique. The neurons were prepared in
a special thin-slice technique. We recorded inward-, outward-currents and action potentials in
HEPES-solution, three minutes after antibodysuperfusion and after three minutes of washout in
HEPES-solution. The system was tested with IgG by controls from healthy volunteers. As a positive
control we used antibodies against voltage-gated-calcium-channel from a patient with Lambert-
Eaton-Syndrome (LEMS)
Healthy controls did not reveal any changes in the recorded parameters. Positive controls with
LEMS-antibodies revealed decreased inward currents as in a calcium channel blockade typical of
LEMS. This shows that the system is an acceptable model for the study.
For inflammatory neuropathies such as Guillain-Barré-Syndrom (GBS), chronic inflammatory
demyelinating Polyneuropathy (CIDP) and paraneoplastic Neuropathy we split the groups into
motor and sensory according to their clinical features. None of the patients with motor symptoms
only revealed any significant change in the recorded parameters. The sensory GBS and CIDP
showed a decrease of inward currents, which can be explained by a sodium-channel-blockade, a
calcium-channel-blockade or an pseudo-inward-current-reduction by an increase of outward
currents. That does not explain pain but reflects the clinical situation of hypaesthesia.
In the sera of patients with paraneoplastic neuropathies exist antibodies. It is still unclear, whether
these antibody are only a diagnostic marker or whether they are pathogenic themselves. In this
study IgG from patients with paraneoplastic neuropathy showed an increased excitability of the
neurons matching the clinical symptoms of pain but did not show any changes in the currents. This
might be caused by a complicated mechanism of internalizing the antibody, an intracellular position
of the antigene or the need of complement and inflammatory cells.
Antibodies from patients with sensory Polyneuropathy with IgG and IgM-Antibodies in MGUS
caused a significant decrease in outward currents revealing a potassium-channel blockade. This
causes an increased excitability explaining the clinical condition of pain.
This study shows that IgGs of patients with sensory immunoneuropathies do effect ion channels in
sensory neurones. The observations reveal great specificity of the produced antibody as they react
only with certain antigenes.
It might be interesting to investigate single channels or to examine specific ionic currents
(i.e. potassium or sodium), as they might reveal an underlying specific mode of action.
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