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Hintergrund und Ziele Die Freisetzung von neurotrophen Substanzen und Wachstumsfaktoren wie S100B nach Schädel-Hirn-Trauma (SHT) im adulten zentralen Nervensystem (ZNS) führt zur Aktivierung von endogenen Reparaturmechanismen, welche eine Synaptogenese induzieren. Nanomolare Dosen des S100B Proteins unterstützen dabei die Bildung von neuronalen Stammzellen, die Differenzierung in Neurone, sowie die kognitive Funktion. Mikromolare Konzentrationen von S100B scheinen jedoch inflammatorische Effekte zu verstärken und somit die Neuroplastizität des ZNS zu mindern. Ziel dieser Dissertation war die Untersuchung der Wirkung von S100B auf die Synaptogenese sowie mikrogliale Aktivierung nach experimentellem Schädel-Hirn Trauma. Methoden Männliche Sprague-Dawley Ratten (n=32) wurden in die Gruppen (A) experimentelles diffuses unilaterales SHT oder (B) Kontrollgruppe randomisiert. Im Anschluss erfolgte mittels osmotischer Mikro-Pumpen die intraventrikuläre Infusion von 50ng S100B pro Stunde oder die Infusion von phosphatgepufferter Salzlösung (PBS) über sieben Tage. Proliferierende neuronale Stammzellen im Hippokampus wurden durch Injektion des Mitosemarkers Bromdesoxyuridin (BrdU) an Tag zwei markiert. Die Tiere wurden entweder nach fünf Tagen (frühe proliferative Antwort) oder nach fünf Wochen (neuronale Differenzierung und Synaptogenese) geopfert. Im Anschluss erfolgte die Aufarbeitung der Paraffin-eingebetteten Gehirne als 5µm dicke koronare Schnitte durch den gesamten Hippokampus zur histologischen Analyse. Ergebnisse und Beobachtungen Die Gabe von S100B verstärkte im Hippokampus die Co-Expression von BrdU, des reifen neuronalen Marker Neuronal Nuclei (NeuN) und Synaptophysin (SYN) nach SHT. Die gliale Aktivierung (S100B und saures Gliafaserprotein, GFAP Expression), die Expression des axonalen Trauma-Markers (Amyloid-Vorläuferprotein, APP) oder des Zelltod-Markers (TdT-mediated dUTP-biotin nick end labeling, TUNEL) wurden nicht beeinflußt. Die mikrogliale Aktivierung (ED1) wurde durch die Gabe von S100B sowohl nach vorhergehendem SHT als auch ohne verstärkt. Schlussfolgerung Die Experimente demonstrieren, dass eine intraventrikuläre Gabe von S100B die Neuro- und Synaptogenese im Hippokampus von Ratten stimuliert. Dies geschieht sowohl in Tieren mit SHT als auch in Kontrolltieren. Gleichzeitig bewirkt S100B eine mikrogliale Aktivierung. In Zusammenschau mit vorhergehenden Experimenten, welche durch S100B eine verbesserte kognitiven Funktion zeigten, stellt sich das neurotrophe Protein S100B als positiver Faktor für die hippokampale Neuroregeneration und Neuroplastizität dar. Ob die durch S100B induzierte neuroinflammatorische Antwort kausal mit den positiven Effekten auf die hippokampale Neuroregeneration zusammenhängt oder es sich um eine Koinzidenz handelt, ist durch weitere Untersuchungen zu klären. Da S100B ebenfalls mit der Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen wie dem M. Alzheimer in Verbindung gebracht wird, müssen weitere Studien zeigen, ob die frühen positiven Effekte von S100B für die Neuroregeneration und Neuroplastizität langfristig nicht zu einer vermehrten Neurodegeneration führen. |
