Authors:	Zerfaß, Daniel
Title:	Funktionelle Effekte des 2,4-Diacylphloroglucinol-Derivats Hyp1 in vitro und nach experimentellem Schädel-Hirn-Trauma in der Maus
Online publication date:	7-Nov-2022
Year of first publication:	2022
Language:	german
Abstract:	Der Sekundärschaden im Rahmen des SHT umfasst pathophysiologische Prozesse wie die sterile Neuroinflammation, Exzitotoxizität, den Verlust der BHS-Integrität und die mitochondriale Dysfunktion, die in ihrer Gesamtheit teils zu einem erheblich verschlechterten Outcome der Patienten nach initial mechanischem Trauma führen. Allerdings fehlt bis heute eine geeignete Therapie, die unmittelbar die pathophysiologischen Vorgänge der Entstehung des Sekundärschadens beeinflusst, was die Bedeutung der Grundlagenforschung in diesem Bereich unterstreicht. Hyperforin ist einer der Hauptwirkstoffe des Johanniskrauts, welches seit Jahrhunderten als Naturheilmittel für verschiedenste Indikationen in der Komplementär- und Schulmedizin eingesetzt wird und so beispielsweise bis heute eines der meistverordneten Antidepressiva darstellt. Mit Hyperforin konnte eine Substanz gefunden werden, der neben anti-depressiver, anti-proliferativer und anti-bakterieller Wirkung in neueren Studien vermehrt auch neuroprotektive Eigenschaften in der Behandlung des Morbus Alzheimer aber auch in der Therapie akuter Schadensereignisse wie der zerebralen Ischämie attestiert wurden. Die proklamierte Wirkungsweise beruht vornehmlich auf der Aktivierung des nichtselektiven Kationenkanals TRPC6, aber auch eine pharmakologische Wirkung über protonophore Eigenschaften des Hyperforins konnte in der Vergangenheit gezeigt werden. In der vorliegenden Arbeit wird das 2,4-Diacylphloroglucinol Hyp1 als ebenfalls nachgewiesener TRPC6-Aktivator in seiner Wirkung in stimulierten Gliazellkulturen und in vivo in der Maus untersucht, mit besonderem Augenmerk auf die Modulation der Entzündungsaktivität sowie den Einfluss auf die mitochondriale Funktion. Durch molekularbiologische und proteinanalytische Verfahren kann gezeigt werden, dass Hyp1 in kultivierten Gliazellen die LPS-induzierte pro-inflammatorische Aktivierung, angezeigt durch die Inflammationsmarker COX-2 und IL-6, verstärkt. Respirometrische Analysen belegen eine Erhöhung des mitochondrialen Sauerstoffverbrauchs im LEAK-Atmungsstatus durch Hyp1, der eine mitochondriale Entkopplung zu Grunde liegen könnte. Dieser Effekt zeigt sich deutlich nach direkter Zugabe von Hyp1 zu Zellen und Hirngewebe und in abgeschwächter Form in Hirngewebe im Anschluss an eine 6-tägige Behandlung der Mäuse mit i.p. appliziertem Hyp1. Untersuchungen nach transienter Überexpression von TRPC6 in HEK-293-Zellen sowie von Hirngewebe TRPC6-defizienter KO-Mäuse zeigen entgegen den ursprünglichen Erwartungen, dass Hyp1 Effekte auf die mitochondriale Atmung ausübt, die unabhängig von TRPC6 sind. Dieses Ergebnis deutet auf eine protonophore Wirkungsweise des Hyp1 hin. Weiterhin kann durch respirometrische Untersuchungen gezeigt werden, dass ein CCI in der Maus am 5. postoperativen Tag einen generell verminderten absoluten Sauerstoffverbrauch als Indikator verminderter mitochondrialer Dichte bzw. Qualität nach sich zieht, ohne einzelne Komplexe der Atmungskette in signifikanter Weise zu beeinflussen. Bzgl. neurobiologischer Wiederherstellung und allgemein körperlicher Verfassung der Mäuse nach CCI bewirkt Hyp1 im gewählten experimentellen Aufbau keine signifikante Verbesserung. Inwiefern die Modulation der Entzündungsaktivität sowie die Veränderungen der mitochondrialen Atmung durch Hyp1 die Pathogenese sowie schlussendlich das neurologische Outcome nach SHT tatsächlich beeinflusst, bleibt so zunächst unklar. Ob der vermutete entkoppelnde Effekt des Hyp1 tatsächlich auf protonophore Eigenschaften zurückzuführen ist und Hyp1 ähnlich den bekannten Entkopplern FCCP und 2,4-DNP durch die Beeinflussung mitochondrialer Dysfunktion im Sinne einer milden mitochondrialen Entkopplung neuroprotektiv wirkt, gilt es in künftigen Studien weiter zu beleuchten.
DDC:	500 Naturwissenschaften 500 Natural sciences and mathematics 610 Medizin 610 Medical sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 04 Medizin
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-7914
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-openscience-6b6019ae-37f8-4883-9d8c-1739fc0ac70a8
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	CC BY-ND
Information on rights of use:	https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
Extent:	X, 130 Seiten; Illustrationen, Diagramme
Appears in collections:	JGU-Publikationen