Modellierung der Multiplen Sklerose bei beiden Geschlechtern: MOG_{35-55-induzierte} experimentelle Autoimmunenzephalomyelitis

Multiple Sklerose (MS) ist eine chronische, entzündliche Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS). Es zeigt das Vorhandensein einer perivaskulären Infiltration von Entzündungszellen, Demyelinisierung, axonalen Verlust und Gliose¹. Die Ätiologie ist nach wie vor unbekannt, und ihre klinischen Aspekte, Röntgen- und pathologischen Merkmale deuten auf eine bemerkenswerte Heterogenität der Erkrankung hin².

Aufgrund der unbekannten Ätiologie und Komplexität gibt es derzeit kein Tiermodell, das alle klinischen und radiologischen Merkmale der humanen MS rekapituliert ^3,4. Es werden jedoch verschiedene Tiermodelle verwendet, um verschiedene Aspekte von MS ^3,4 zu untersuchen. In diesen Modellen ist die Initiierung der Krankheit in der Regel extrem künstlich, und der Zeitrahmen für das Auftreten klinischer Symptome ist zwischen Menschen und Mäusen unterschiedlich. Beim Menschen beispielsweise bleiben die pathophysiologischen Prozesse, die der Krankheit zugrunde liegen, jahrelang unentdeckt, bevor klinische Manifestationen auftreten. Umgekehrt können die Experimentatoren Symptome im Tiermodell innerhalb von Wochen oder sogar Tagen nach der MS-Induktion feststellen⁴.

Drei grundlegende Tiermodelle zeigen die für MS charakteristischen Merkmale der Demyelinisierung: virusinduzierte (z. B. Theiler-murine Enzephalomyelitis-Virus), solche, die durch toxische Wirkstoffe induziert werden (z. B. Cuprizon, Lysolecithin) und die verschiedenen Varianten der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE)⁵. Jedes Modell hilft bei der Untersuchung einiger spezifischer Facetten der Krankheit, aber keines repliziert alle Merkmale von MS⁶. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, das richtige Modell unter Berücksichtigung der spezifischen experimentellen Anforderungen und der zu beantwortenden wissenschaftlichen Fragen auszuwählen.

Dank Immunisierungsverfahren gegen Myelin-abgeleitete Antigene wird EAE durch das Auslösen einer Autoimmunantwort auf ZNS-Komponenten in anfälligen Mäusen induziert. Das Zusammenspiel zwischen einer Vielzahl von immunpathologischen und neuropathologischen Mechanismen führt bei den immunisierten Mäusen zur Entwicklung der wichtigsten pathologischen Merkmale der MS (d. h. Entzündung, Demyelinisierung, axonaler Verlust und Gliose) ^7,8. Mäuse zeigen etwa in der zweiten Woche nach der Impfung klinische Symptome und zeigen in der Regel eine aufsteigende Lähmung vom Schwanz bis zu den Gliedmaßen und Vordergliedmaßen. Der klinische Score (d.h. die Quantifizierung der Anhäufung krankheitsbedingter Defizite) wird in der Regel anhand einer 5-Punkte-Skala⁷ bewertet.

Eine aktive Immunisierung mit Protein oder Peptid oder ein passiver Transfer von enzephalitogenen T-Zellen kann verwendet werden, um EAE bei Mäusen mit unterschiedlichem genetischen Hintergrund (z. B. SJL/J, C57BL/6 und nicht-adipös-diabetische (NOD) Mäuse) zu induzieren. Das Myelin-Proteolipidprotein (PLP), das Myelin-Basisprotein (MBP) und das Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein (MOG) sind Beispiele für Selbst-ZNS-Proteine, aus denen normalerweise Immunogene hergestellt werden. Insbesondere SJL/_J-Mäuse, die mit dem immundominanten Epitop von PLP (PLP₁₃₉−₁₅₁) immunisiert wurden, entwickeln einen schubförmig-remittierenden (RR) Krankheitsverlauf, während C57BL/6J-Mäuse, die mit dem immundominanten MOG_35-55-Peptid immunisiert wurden, EAE chronischer Natur zeigen¹. Trotz einiger Einschränkungen, wie z.B. sehr wenig Informationen über das Fortschreiten der MS, die Rolle der B-Zellen in der Krankheit, die Inside-Out-Mechanismen oder Schwierigkeiten bei der Untersuchung der Remyelinisierung, haben die EAE-Modelle enorm zum Verständnis von Autoimmun- und neuroinflammatorischen Prozessen beigetragen, das Wissen auf dem Gebiet der MS erweitert und so die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze für diese Krankheit ermöglicht^{4. 6}. Anmelden

In der vorliegenden Arbeit konzentrierten wir uns auf eine bestimmte Form von aktivem EAE, das Myelin-Oligodendrozyten-Glykoproteinpeptid 35-55 (MOG_35-55)-induzierte Form ^9,10,11,12. Die MOG_{35-55-induzierte} EAE modelliert eine chronische Form der MS. Nach der Immunisierung durchlaufen die Mäuse innerhalb der ersten Woche nach der Immunisierung eine asymptomatische Phase, dann tritt die Krankheit typischerweise in der zweiten Woche nach der Immunisierung auf, während die Krankheit zwischen der dritten und vierten Woche nach der Immunisierung chronisch wird, ohne dass eine vollständige Genesung von den angesammelten Defiziten möglich^{ist 7,8,13}. Interessanterweise werden in den meisten der in der Literatur vorhandenen Studien keine Unterschiede zwischen Männern und Frauen in Bezug auf Inzidenz, Krankheitsbeginn, -verlauf oder -progression beobachtet¹⁴, auch wenn weniger Studien die Krankheit bei Männern und Frauen vergleichen.

Im Gegensatz dazu sind diese Parameter beim Menschen als stark sexuell dimorph^{bekannt 2}. MS betrifft mehr Frauen als Männer; Männer entwickeln jedoch in der Regel eine aggressivere Form der Krankheit². Diese Beweise deuten auf eine wesentliche und komplexe Rolle der Gonadenhormone hin¹⁵; Dennoch sind die Rolle und der Wirkmechanismus von Sexualhormonen in der Pathologie noch unklar. Darüber hinaus unterstützen Daten aus Tiermodellen die Idee, dass sowohl Östrogene als auch Androgene auf geschlechtsspezifische Weise positive Auswirkungen auf verschiedene Bereiche der Pathologie ausüben^16,17.

Einige Studien deuten auch auf neuroprotektive, promyelinisierende und entzündungshemmende Wirkungen von Progesteron^{hin 18} , und obwohl die Evidenz bei MS-Patienten spärlich ist¹⁸, könnten neuroaktive Steroide (d. h. de novo synthetisierte Steroide des Nervensystems, wie Pregnenolon, Tetrahydroprogesteron und Dihydroprogesteron) auch den pathologischen Verlauf beeinflussen¹⁹. Zusammengenommen unterstützen diese Daten die Idee, dass Sexualhormone, die sowohl peripher als auch im ZNS produziert werden, eine wichtige und geschlechtsspezifische Rolle beim Ausbruch und Fortschreiten der Krankheit spielen. Daher drängen wir in der vorliegenden Arbeit darauf, getrennte Daten sowohl von männlichen als auch von weiblichen Tieren zu sammeln.

Aus histopathologischer Sicht dient die weiße Substanz des Rückenmarks als Hauptlokalisation der ZNS-Schädigung in diesem Modell, das durch multifokale, konfluente Regionen mononukleärer entzündlicher Infiltration und Demyelinisierung gekennzeichnet ist⁸. Bei der Beschreibung dieses Protokolls zur Induktion von MOG_{35-55-induzierter} EAE in C57BL/6J-Mäusen werden wir daher den Krankheitsverlauf bei beiden Geschlechtern berücksichtigen und einige histopathologische Einblicke in das Rückenmark geben.