Schwannzell-Remyelinisierung bei Neuromyelitis optica
by Parinaz Yavarzadeh
Date of Examination:2023-11-07
Date of issue:2023-11-07
Advisor:Prof. Dr. Christine Stadelmann-Nessler
Referee:Prof. Dr. Francesca Odoardi
Referee:Prof. Dr. Ralf Dressel
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10042
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Abstract
English
Neuromyelitis optica (NMO) is a chronic, autoimmune inflammatory, astrocyte depleting and demyelinating disease of the central nervous system (CNS) and typically affects the spinal cord (myelitis) and optic nerves (neuritis nervi optici). The disease is usually relapsing and predominantly affects women. In more than two thirds of patients, IgG against the water channel aquaporin-4 (AQP-4) can be detected in the serum. Currently, there is no causal therapy for NMO. In the acute phase, cortisone therapy and, if necessary, plasmapheresis are administered. For maintenance therapy, immunosuppressants such as azathioprine or rituximab are used to prevent further relapses. Other drug groups, such as an IL-6 receptor inhibitor, are also used. The pathogenesis of NMO is based on autoimmune astrocytopathy, due to IgG-Ak against AQP-4 water channels localized at the perivascular astrocyte foot processes. These, in turn, surround the capillaries and contribute to the formation of the blood-brain barrier, the interaction between brain parenchyma and perivascular space, and the coordination of water exchange between the brain and the CSF space. Thus, consequently of NMO there is pathological change and reduction of astrocytes. In addition, a reduction in the density of oligodendrocytes can be observed. Schwann cells also play an important role in NMO. Schwann cells are glial cells of the peripheral nervous system (PNS) that form the myelin sheath of axons in the PNS. They have the ability to remyelinate after loss of the myelin sheath. They are also capable of migrating into the CNS and remyelinating axons there as well. The aim of the present work was to elucidate the processes of Schwann cell remyelination in the context of lesion formation in NMO and to better understand the pathophysiology behind it. In contrast to multiple sclerosis (MS), where oligodendrocytes are crucial for remyelination, extensive Schwann cell remyelinated areas could be detected in the spinal cord of patients with NMO. In the Schwann cell remyelinated areas as well as in the area of glia limitans - at the transition between PNS and CNS - a loss of GFAP-positive astrocytes was observed in the CNS in case of successful Schwann cell remyelination. The results of this work indicate that the extent of Schwann cell remyelination in NMO lesions is significant and could be of therapeutic importance.
Keywords: neuromyelitis optica; astrocyte depleting; demyelinating disease; aquaporin 4- IgG
German
Neuromyelitis optica (NMO) ist eine chronische, autoimmun-entzündliche, Astrozyten-depletierende und -entmarkende Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS) und betrifft typischerweise das Rückenmark (Myelitis) und die Sehnerven (Neuritis nervi optici). Die Erkrankung verläuft meist schubförmig und betrifft überwiegend Frauen. Bei über zwei Drittel der Patientinnen und Patienten lassen sich IgG gegen den Wasserkanal Aquaporin-4 (AQP-4) im Serum nachweisen. Aktuell gibt es keine kausale Therapie für die NMO. Im akuten Schub erfolgen eine Kortisonstoßtherapie sowie ggf. eine Plasmapherese. Zur Erhaltungstherapie werden Immunsuppressiva wie Azathioprin oder Rituximab eingesetzt, um weitere Schübe zu verhindern. Weitere Wirkstoffgruppen wie ein IL-6-Rezeptorinhibitor kommen ebenso zum Einsatz. Die Pathogenese der NMO beruht auf einer autoimmunen Astrozytopathie, bedingt durch IgG-Ak gegen AQP-4-Wasserkanäle, die an den perivaskulären Astrozytenfußfortsätzen lokalisiert sind. Diese wiederum umgeben die Kapillaren und tragen zur Ausbildung der Blut-Hirn-Schranke, zur Interaktion zwischen Hirnparenchym und perivaskulärem Raum und zur Koordination des Wasseraustausches zwischen dem Gehirn und dem Liquorraum bei. Somit kommt es folglich der NMO zur pathologischen Veränderung und Reduktion der Astrozyten. Zudem ist eine Reduktion der Dichte der Oligodendrozyten zu beobachten. Schwannzellen spielen bei der NMO ebenso eine wichtige Rolle. Schwannzellen sind Gliazellen des peripheren Nervensystems (PNS), die die Myelinscheide der Axone im PNS bilden. Sie haben die Möglichkeit zur Remyelinisierung nach einem Verlust der Myelinscheide. Sie sind auch im Stande, in das ZNS einzuwandern und auch dort Axone zu remyelinisieren. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Vorgänge der Schwannzell-Remyelinisierung im Rahmen der Läsionsbildung bei der NMO aufzuzeigen und die Pathophysiologie dahinter besser zu verstehen. Im Gegensatz zur multiplen Sklerose, bei der Oligodendrozyten entscheidend für die Remyelinisierung sind, konnten ausgedehnte Schwannzell-remyelinisierte Areale im Rückenmark von Patientinnen und Patienten mit NMO nachgewiesen werden. Sowohl in den Schwannzell-remyelinisierten Arealen als auch im Bereich der Glia limitans – am Übergang zwischen PNS und ZNS – stellte sich hierbei bei erfolgreicher Schwannzell-Remyelinisierung im ZNS regelhaft ein Verlust GFAP-positiver Astrozyten ein. Die Resultate dieser Arbeit zeigen auf, dass das Ausmaß der Schwannzell-Remyelinisierung in NMO-Läsionen bedeutsam ist und von therapeutischer Bedeutung sein könnte.
Schlagwörter: Neuromyelitis optica; Astrozyten-depletierende und -entmarkende Erkrankung; Aquaporin 4-IgG
