Universität zu Köln

Hadjiparaskeva, Christina (2024). Verbesserte Erholung der Vibrissenbewegungen durch Therapie mit Injektionen von neurotrophen Faktoren in die Schnurrhaarmuskulatur nach chirurgischer Rekonstruktion des Gesichtsnerven bei Ratten. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Die periphere Fazialisparese schränkt den Alltag der Betroffenen stark ein, da sowohl physiologische Grundfunktionen – wie Sehen und Essen – als auch die zwischenmenschliche Kommunikation (Sprechen, Mimik) beeinträchtigt werden. Eine Ursache für die Fazialisparese stellt die Durchtrennung des Nervus facialis (Gesichtsnerv) dar, die unter anderem iatrogen oder traumatisch bedingt sein kann. Nach einer solchen Durchtrennung dauert die Funktionswiederherstellung der (von dem Gesichtsnerv versorgten) Muskeln teilweise sehr lange und bleibt trotz aller bisher bekannten therapeutischen Maßnahmen häufig unzureichend. Aus diesem Grund ist die genauere Untersuchung der Nervenregeneration und deren Einflussfaktoren essenziell. Dabei rücken in den letzten Jahrzehnten die neurotrophen Faktoren (NFs) immer mehr in den Fokus der Forschung, da sie unter anderem das Überleben und die Regeneration der durchtrennten Axone fördern. Die vorliegende Arbeit basiert auf früheren Experimenten unseres Arbeitskreises, die die Wiederherstellung der Vibrissenfunktion nach chirurgischer Fazialisdurchtrennung und -reanastomosierung zwischen blinden und normalsichtigen Ratten verglichen. Beurteilt wurde in diesen Studien außerdem das Reinnervationsmuster und die intramuskuläre Proteinmenge von NFs. Dabei stellte sich heraus, dass die blinden – im Gegensatz zu den normalsichtigen – Ratten eine perfekte Wiederherstellung der motorischen Vibrissenfunktion zeigten. Bei den blinden Ratten konnte außerdem ein deutlich geringerer Anteil an polyinnervierten neuromuskulären Endplatten (NMJs; engl. neuromuscular junction) beobachtet werden. Auch die Menge bzw. die Dynamik der verschiedenen NF-Proteine war bei den blinden Ratten unterschiedlich. Die Menge an FGF-2-Protein (fibroblast growth factor 2) war bereits präoperativ höher im Vergleich zu den normalsichtigen Ratten und blieb bis zum Ende des Beobachtungszeitraums nahezu konstant. Bei den normalsichtigen Ratten kam es im Gegensatz dazu erst nach dem zweiten postoperativen Tag zu einem Anstieg des FGF-2-Proteins, durch den sich die Unterschiede zwischen den Gruppen ausglichen. Die BDNF-Proteinmenge (brain-derived neurotrophic factor) wies dagegen einen späten Anstieg ab dem 14. Tag auf, der erst am 28. Tag signifikant wurde. Dieser blieb bei den normalsichtigen Ratten aus. Angelehnt an diese Beobachtungen untersuchten wir nach chirurgischer Durchtrennung und -reanastomosierung eines Fazialisastes (Ramus buccalis) den therapeutischen Effekt einer intramuskulären, exogenen Gabe von NFs oder deren neutralisierenden Antikörpern auf das Reinnervationsmuster und die Vibrissenfunktion. Die Therapiedauer betrug dabei 28 Tage und die insgesamte Untersuchungsdauer 56 Tage. Wir unterteilten sechzig normalsichtige Ratten in zehn Gruppen und injizierten diese zu unterschiedlichen Zeitpunkten mit verschiedenen Kombinationen und Dosierungen von NFs, deren neutralisierenden Antikörpern oder einer Placebolösung. Am 28. und 56. Tag wurden die Ratten bei der aktiven Exploration mit einer Videokamera aufgenommen und am 56. Tag erfolgten die Tiefnarkose und transkardiale Perfusion der Tiere zum Herauspräparieren des zu untersuchenden Muskels (Musculus [M.] nasolabialis) in der Schnurrhaarregion. Anschließend erfolgte die Bewegungsanalyse der Videoaufnahmen für die Beurteilung der Vibrissenfunktion sowie die Fluoreszenzfärbung von longitudinalen Kryostatschnitten des M. nasolabialis für die Beurteilung des Reinnervationsmusters. Eine verbesserte Vibrissenfunktion zeigte sich bei der Gabe von anti-BDNF und FGF-2, entweder als jeweils alleinige Substanz oder in Kombination miteinander. FGF-2, allein oder in Kombination mit anti-BDNF, führte außerdem zu einer perfekten Reinnervation, d. h. es wurden keine nicht-innervierten NMJs beobachtet. Es fiel jedoch auf, dass der Anteil polyinnervierter NMJs nicht signifikant geringer – im Vergleich zu der Placebogruppe – war. Im Gegensatz dazu hatten die Gruppen, die eine signifikante Abnahme der Polyinnervation zeigten, keine signifikant bessere Vibrissenfunktion. Das könnte jedoch auch möglicherweise damit zusammenhängen, dass diese Gruppen gleichzeitig einen höheren Anteil an nicht-innervierten NMJs aufwiesen. Unseren Ergebnissen zufolge lässt sich daher darauf schließen, dass eine komplexe, zeitlich abgestimmte Therapie mit NFs oder deren neutralisierenden Antikörpern – in diesem Fall anti-BDNF und FGF-2 – die Vibrissenfunktion positiv beeinflussen kann. Das Reinnervationsmuster scheint dagegen eine geringere Rolle zu spielen als ihm bisher zugeschrieben wurde. Zukünftige Studien sollten daher Aufschluss sowohl über die Bedeutung des Reinnervationsmusters als auch über die genauen Dosierungen, Kombinationen und Zeitpunkte der Verabreichung von NFs geben.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Hadjiparaskeva, Christina UNSPECIFIED UNSPECIFIED UNSPECIFIED
Contributors:	Contribution Name Email Thesis advisor Angelov, Doychin Nikolov UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-720365
Date:	2024
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Anatomie > Institut I für Anatomie
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Neurotrophe Faktoren; Fazialisparese; anti-BDNF, FGF-2, BDNF, Neuroregeneration; Axotomie; Polyinnervation; Vibrissenfunktion; Gesichtsnerv; Nervus facialis; periphere Fazialisparese; Neuromuskuläre Endplatten; Videobasierte Bewegungsanalyse; German
Date of oral exam:	27 November 2023
Referee:	Name Academic Title Doychin, Angelov Nikolov Professor Dr. med. Fischer, Dietmar Universitätsprofessor Dr. rer. nat.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/72036