Characterization of Neurochemical Signature Alterations in the Enteric Nervous System in Autoimmune Encephalomyelitis
Creators: name: Kicherer, Julia
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2023
Subjects: ChAT
EAE
ENS
Immunhistochemie
Cajal-Zellen
MS
Plexus myentericus
Neurotransmitter

description: 1.1. Hintergrund und Ziele Obwohl die Multiple Sklerose (MS) eine Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS) ist, leiden ca. zwei Drittel der MS-Patienten an gastrointestinalen Symptomen wie Obstipation1,2. Unklar ist, welche Rolle das enterische Nervensystem (ENS) selbst bei diesen Symptomen spielt und ob es zu Veränderungen der Anzahl und Eigenschaften verschiedener Zellarten des ENS kommt, wie beispielsweise der Expression typischer Neurotransmitter. Ziel der vorliegenden Arbeit und unserer Publikation ist daher eine entsprechende Charakterisierung neurochemischer Veränderungen des ENS bei experimenteller autoimmuner Enzephalomyelitis (EAE)3, einem Mausmodell der MS. Der Fokus sind hierbei die Expression inhibitorischer und exzitatorischer neuronaler Transmitter bzw. ihrer Enzyme sowie der Einfluss der Erkrankung auf Cajal-Zellen (interstitial cells of cajal, ICC). Analog dazu wurden Proben von MS-Patienten und Kontrollprobanden ohne MS analysiert. 1.2. Methoden Für immunhistochemische Färbungen wurden einerseits whole mounts des Dickdarms von Mäusen in verschiedenen Stadien der EAE beziehungsweise nach Kontrollimmunisierung mit hen egg lysozyme (HEL) und andererseits Paraffinschnitte des Dünn- und Dickdarms von MS- Patienten sowie Probanden ohne MS verwendet, wobei auf eine Vergleichbarkeit der Gruppen bzgl. des Alters, Geschlechts und gastrointestinaler Erkrankungen geachtet wurde. Neben panneuronalen Markern wurden Färbungen zur Detektion von Cholinacetyltransferase (ChAT), neuronaler Stickstoffmonoxid-Synthase (neuronal nitric oxide synthase, nNOS) und vasoaktivem intestinalen Peptid (VIP) in enterischen Neuronen durchgeführt. Separat wurden Cajal-Zellen mittels Antikörper gegen Anoctamin 1 (ANO1) detektiert. 1.3. Ergebnisse und Beobachtungen Veränderungen stellten wir sowohl bei der EAE als auch bei der MS ausschließlich im Plexus myentericus (PM) fest. Diese Veränderungen beinhalteten verglichen mit der jeweiligen Kontrollgruppe einen statistisch signifikanten Rückgang des Anteils ChAT+ Neurone bei präklinischer EAE sowie einen Trend zur Abnahme bei chronischer EAE, jedoch bei MS im Gegenteil eine Anstiegstendenz des Anteils ChAT+ Nervenzellen. Ebenso lieferte die Färbung mit ANO1 für die beiden Gruppen inverse Ergebnisse, wobei bei der chronischen EAE eine Abnahme der ANO1+ Fläche im Verhältnis zur Bildfläche, bei MS-Patienten wiederum eine signifikante Zunahme der ANO1+ Fläche im Verhältnis zur Muskelfläche festgestellt wurde. 1.4. Schlussfolgerungen Es handelt sich bei der vorliegenden Arbeit um eine Pilotstudie, die einige Limitationen aufweist, die möglicherweise die entgegengesetzten Ergebnisse von EAE und MS erklären: Es stand beispielsweise nur eine begrenzte Anzahl humaner Proben zur Verfügung, die sich qualitativ für Untersuchungen eigneten. Zudem waren nicht alle relevanten Informationen über die Vorgeschichte der MS-Patienten zugänglich, wie beispielsweise der MS-Subtyp oder die medikamentöse Vorbehandlung. Auch könnten die verschiedenen Untersuchungsmethoden eine Rolle gespielt haben (whole mounts bei EAE versus Paraffinschnitte bei MS). Jedoch geben trotz aller Einschränkungen die oben beschriebenen Ergebnisse einen Hinweis darauf, dass weitere Forschung eine vollständige Charakterisierung der Veränderungen des ENS bei EAE bzw. MS zulassen und möglicherweise zum Verständnis der Pathophysiologie beider Erkrankungen beitragen könnte.