Wiendl et al. (Hrsg.) Programmbereich Medizin · für Serologie und Immunologie habilitierte. Er...

Wiendl et al. (Hrsg.)Fragen und Antworten zur Neuroimmunologie

Hogrefe VerlagProgrammbereich Medizin

© 2015 by Verlag Hans Huber, Hogrefe AG, BernDieses Dokument ist nur für den persönlichen Gebrauch bestimmt und darf in keiner Form vervielfältigt und an Dritte weitergegeben werden.

Aus: Heinz Wiendl; Fragen und Antworten zur Neuroimmunologie. 1. Auflage.

Heinz Wiendl (Hrsg.) Bernd Kieseier Sven G. Meuth

Fragen und Antworten zur Neuroimmunologie

HogrefeVerlag



Anschrift des Herausgebers:Univ.-Prof. Dr. Heinz WiendlKlinik für Allgemeine NeurologieDepartment für NeurologieAlbert Schweitzer Campus 1, Gebäude A1D-48149 Münster

Lektorat: Dr. Klaus ReinhardtHerstellung: Adrian SusinBearbeitung: Jana Diebold, FreiburgUmschlaggestaltung: Claude Borer, BaselDruckvorstufe: punktgenau GmbH, BühlDruck und buchbinderische Verarbeitung: AZ Druck und Datentechnik, KemptenPrinted in Germany

Bibliografische Information der Deutschen NationalbibliothekDie Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

Die Verfasser haben größte Mühe darauf verwandt, dass die therapeutischen Angaben insbesondere von Medikamen-ten, ihre Dosierungen und Applikationen dem jeweiligen Wissensstand bei der Fertigstellung des Werkes entsprechen. Da jedoch die Medizin als Wissenschaft ständig im Fluss ist und menschliche Irrtümer und Druckfehler nie völlig auszuschließen sind, übernimmt der Verlag für derartige Angaben keine Gewähr. Jeder Anwender ist daher dringend aufgefordert, alle Angaben in eigener Verantwortung auf ihre Richtigkeit zu überprüfen.

Anregungen und Zuschriften an:Hogrefe VerlagLektorat MedizinLänggass-Strasse 76CH-3000 Bern 9Tel: 0041 (0)31 300 [email protected]

1. Auflage 2015© 2015 by Hogrefe AG, Bern(E-Book-ISBN [PDF] 978-3-456-95404-2)ISBN 978-3-456-85404-5



Inhalt

Geleitwort (Reinhard Hohlfeld) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1 – Experimentelle Grundlagen neuroimmunologischer Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Andrew Chan, Fred Lühder

Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Experimentelle Grundlagen autoimmun-demyelinisierender- ZNS-Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Experimentelle Grundlagen autoimmun-demyelinisierender Erkrankungen des peripheren Nervensystems (PNS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Experimentelle Grundlagen autoimmuner Myositiden und der Myasthenia gravis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2 – Immunologische Techniken und Immundiagnostik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Chi Wang Ip, Sven G. Meuth, Heinz Wiendl

3 – Grundlagen der Immuntherapie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Kerstin Göbel, Heinz Wiendl, Sven Meuth

4 – Multiple Sklerose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Stefan Bittner, Sven G. Meuth, Heinz Wiendl

5 – Entzündliche Erkrankungen des Muskels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Tobias Ruck, Sven G. Meuth, Heinz Wiendl

6 – Erkrankungen der neuromuskulären Synapse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Nico Melzer, Heinz Wiendl, Mathias Mäurer

Myasthenia gravis (MG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157Lambert-Eaton-Myasthenie- Syndrom (LEMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182Weitere Erkrankungen der neuro muskulären Synapse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

7 – Immunneuropathien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Gerd Meyer zu Hörste, Stefan Bittner, Bernd C. Kieseier



Inhalt

8 – Paraneoplastische Erkrankungen des zentralen und peripheren Nervensystems . . . . . 215 Nico Melzer, Hannah Pellkofer, Raymond Voltz

9 – Epilepsie und Immunsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Christian G. Bien, Nicholas Schwab, Sven G. Meuth, Heinz Wiendl

10 – Neurologische Komplikationen systemischer Immunerkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Martin Stangel, Luisa Klotz

Diagnostik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281Kollagenosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288Vaskulitiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296Hämatologische Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313Weitere immunvermittelte Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

11 – Autonomes Nervensystem und Autoimmunität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Tjalf Ziemssen, Martin Marziniak

12 – Neurobiologische und neurophysiologische Aspekte in der Neuroimmunologie . . . 337 Sven G. Meuth, Petra Ehling, Thomas Budde

Neuronale Proteine als Zielstrukturen neuroimmunologischer Erkrankungen – generelle Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337Ionenkanäle und ihre Rolle bei neurologischen und neuroimmunologischen Erkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340Transmitterrezeptoren und ihr Bezug zu neuroimmunologischen Prozessen . . . . . . 357Neurodegeneration und Neuroreparatur: Implikationen für neuroimmunologische Prozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362Neurodegeneration und Neuro inflammation versus Neuroregeneration und Neuroprotektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

Abkürzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

Sachregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373



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Geleitwort

Die Neuroimmunologie ist ein überaus dyna-misches Gebiet. Ein augenfälliges Beispiel bie-tet die Multiple Sklerose, die häufigste neu-roimmunologische Erkrankung, für die es noch vor nicht allzu langer Zeit keine ursächli-chen Behandlungsmöglichkeiten gab. Inzwi-schen hat unser Wissen über die pathogeneti-schen Mechanismen drastisch zugenommen, und dieser Wissenszuwachs hat auch die The-rapieentwicklung positiv beeinflusst. Genauso beeindruckend sind die Fortschritte in anderen Bereichen der Neuroimmunologie. Zum Bei-spiel gibt es eine immer größere Zahl von «neuropsychiatrischen» Syndromen, die sich als Autoimmunerkrankungen herausstellen, bei denen das Immunsystem Ionenkanäle oder Rezeptoren des Zentralen Nervensystems atta-ckiert. Ähnliches gilt für die Epilepsien und für die paraneoplastischen neurologischen Au-toimmunerkrankungen. Bei all diesen Fort-schritten ist es manchmal selbst für Experten nicht leicht, über alle wichtigen Entwicklungen immer umfassend informiert zu sein. Deswe-gen ist eine gleichermaßen konzise und aktuel-le Darstellung der Neuroimmunologie höchst willkommen.

Mit dem vorliegenden Buch widmen sich nun drei geschätzte Fachkollegen gemeinsam dieser komplexen Aufgabe: Prof. Sven Meuth, Prof. Bernd Kieseier und Prof. Heinz Wiendl haben mit einem Team angesehener Experten ihre Fachdisziplin in didaktisch vorbildlicher Weise aufbereitet. Durch Verwendung zahlrei-cher Tabellen und Abbildungen gelingt es den Autoren, auch schwierige Sachverhalte über-sichtlich und verständlich darzustellen. Beson-

ders bemerkenswert ist der didaktische Ansatz der «Fragen und Antworten». Dieses Konzept basiert auf den im angelsächsischen Sprach-raum bestens bekannten und sehr beliebten «Neurology Secrets», bei denen die gesamte Neurologie in einem Frage-Antwort-Format dargestellt wird. Heinz Wiendl war schon als Arzt im Praktischen Jahr beim Stöbern in einer Buchhandlung der Duke University auf diesen Klassiker gestoßen und war davon so begeistert, dass er 2001 erstmals eine deutsche Version der «Neurology Secrets» vorlegte. Tatsächlich hilft die Aufbereitung komplexer Wissensgebiete in Form von Fragen und Antworten sehr dabei, neue Informationen aufzunehmen und zu ver-arbeiten. Die prägnanten Fragen am Anfang je-des Abschnitts erleichtern den Einstieg in eine neue Thematik, und sie helfen auch beim effizi-enten «Querlesen». Denn im Gegensatz zu klas-sischen Lehrbuchtexten ist dieses Buch nicht primär dazu gedacht, systematisch von Anfang bis Ende durchgearbeitet zu werden. Stattdes-sen wird man bereits nach kurzer intensiver Lektüre zu einer interessanten Fragestellung mit einer konzisen, in sich abgeschlossenen Antwort belohnt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Aufbereitung in Fragen und Ant-worten eine gute Unterstützung bei der Prü-fungsvorbereitung bietet. Aber auch für Erfah-rene ist dieses Buch eine willkommene Quelle nützlicher Informationen. Aus all diesen Grün-den ist diesem Buch eine große Verbreitung zu wünschen.

München, im Dezember 2014Prof. Dr. med. Reinhard Hohlfeld



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um als Arbeits- und Nachschlagewerk zur Ver-fügung zu stellen.

Herausgeber und Autoren wünschen dem Werk eine kritische Leserschaft und würden sich über Anregungen zur weiteren Optimie-rung der Inhalte freuen.

Stellvertretend für den Verlag Hans Huber danken wir Herrn Dr. Reinhardt für die Unter-stützung bei diesem Projekt. Unser ganz beson-derer Dank gilt Frau Sarah Khalil, die durch ih-ren nachhaltigen Einsatz ganz maßgeblich zum Entstehen dieses Buches beigetragen hat. Frau Heike Blum danken wir für die Hilfe bei einigen Abbildungen. Bei unseren Familien möchten wir uns für die kontinuierliche Unterstützung und das Verständnis für unsere Arbeit bedanken.

Münster/Düsseldorf, im Dezember 2014

Heinz WiendlBernd KieseierSven G. Meuth

Als pars pro toto hat sich die Neuroimmunolo-gie innerhalb der Neurologie in den letzten bei-den Jahrzenten fast explosionsartig entwickelt, so dass nach den «Fragen und Antworten der Neurologie» (Rolak/Wiendl) und den «Fragen und Antworten der Neurowissenschaften» (Budde/Meuth) nun konsequenterweise die «Fragen und Antworten der Neuroimmunolo-gie» vorgelegt werden.

Im bekannten Stil der Buchreihe wird das umfangreiche Gebiet der Neuroimmunologie in insgesamt zwölf Kapiteln von der Erläute-rung grundlegender immunologischer Techni-ken über die Beschreibung paradigmatischer Erkrankungsbilder bis hin zu neuroimmunolo-gischen Therapiestrategien aufgearbeitet. Die Auswahl der Themenschwerpunkte und Fragen sind das Resultat jahrelanger Diskussionen mit unseren Mentoren, Kollegen und Studenten. Daher würden wir uns wünschen mit diesem Buch sowohl den Lehrenden als auch den Ler-nenden «Neuroimmunologen» sowie unseren ärztlichen Kollegen ein hilfreiches Kompendi-

Vorwort der Herausgeber



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1 – Experimentelle Grundlagen neuroimmunologischer ErkrankungenAndrew Chan, Fred Lühder

Allgemeines

1.1 Nennen Sie Kriterien der Koch-Witebsky- Postulate für Autoimmunerkrankungen! Wer war E. Witebsky?

In den 50er-Jahren des letzten Jahrhunderts wurden die Koch-Postulate für Infektionser-krankungen durch Ernst Witebsky anhand des M. Basedow an Autoimmunerkrankungen ad-aptiert. In erweiterter und modifizierter Form besagen sie, dass:

• bei der Erkrankung Zeichen einer Immunre-aktion nachweisbar sein müssen, die mit der Krankheitsaktivität korrelieren

• durch eine Immunisierung von Versuchstie-ren mit Antigenen des Zielgewebes eine der menschlichen Erkrankung vergleichbare Modellkrankheit erzeugt werden kann

• diese Modellkrankheit durch passiven Trans-fer immunkompetenter Zellen oder humora-ler Antikörper auf gesunde Empfängertiere übertragbar sein und bei diesen ebenfalls zu einer Erkrankung führen muss; im Falle von Autoantikörpern soll die direkte Interaktion mit dem Antigen demonstriert werden kön-nen

• die Erkrankung sich durch definierte Ein-griffe in das Immunsystem modulieren lässt (z. B. Toyka et al., 1987; Drachman, 2003).

Der Immunologe Ernst Witebksy (1901–1969) studierte in Heidelberg und Berlin, bevor er

1925 in Heidelberg promovierte und sich später für Serologie und Immunologie habilitierte. Er ist u. a. für klassische Untersuchungen an der experimentellen autoimmunen Thyroiditis be-kannt geworden.

1.2 Nennen Sie beispielhaft eine neurologi-sche Erkrankung für die die Koch-Witebksy- Postulate vollständig erfüllt sind!

Bei der Myasthenia gravis (MG) korreliert der Titer der Acetylcholinrezeptor-Antikörper mit der Krankheitsaktivität. Die Immunisierung von Versuchstieren mit dem muskulären- nikotinischen-Acetylcholin-Rezeptor (nAChR) führt zu einer experimentellen autoimmunen MG, die klinisch, elektrophysiologisch und his-tologisch der menschlichen Erkrankung ähnelt. Dabei verursachen die Anti-nAChR-Antikörper den Defekt in der postsynaptischen neuromus-kulären Übertragung. Die Erkrankung kann auch passiv durch den Transfer von Immuno-globulinen (Ig) oder nAChR-IgG von Myasthe-niepatienten auf Mäuse übertragen werden. Die Plasmapherese führt zu einer klinischen Besse-rung der Patienten.

1.3 Diskutieren Sie einige Einschränkungen für die Koch-Witebsky-Postulate!

Das Kriterium, dass Zeichen einer Immunreakti-on vorhanden sein müssen, die mit der Krank-heitsaktivität korrelieren, könnte implizieren,



8 1 – Experimentelle Grundlagen neuroimmunologischer Erkrankungen

Dabei stammt die erste experimentelle Definiti-on des Immunprivilegs aus den 40er-Jahren des vergangenen Jahrhunderts von Transplantati-onsversuchen in das Auge und das Gehirn, in de-nen ein längeres Überleben histo-inkompatib-ler-Gewebe beobachtet wurde. Mechanismen des Immunprivilegs umfassen u. a. das Fehlen einer direkten lymphatischen Drainage, eine spezifische Blut-Gewebe-Schranke, ein im-munsuppressives Mikromilieu, das z. B. durch die Expression immunsuppressiver Zytokine und Neuropeptide charakterisiert ist sowie die Induktion von Apoptose von eingewanderten Immunzellen durch die Expression von soge-nannten «Todesliganden» (z. B. Fas-Ligand) im Gewebe (Ferguson et al., 2002; Engelhardt/Cois-ne, 2011). Dabei zeigen verschiedene neuere Un-tersuchungen aber, dass z. B. im ZNS das Im-munprivileg nicht absolut ist, sondern dass eine geringe Anzahl aktivierter vor allem CD8+-T-Zellen durch das ZNS patrouilliert und das Auf-treten von Infektionen verhindert (Carson et al., 2006).

1.5 Schildern Sie grundlegende experimentel-le Prinzipien der Tiermodelle für auto immun- demyelinisierende Erkrankungen des Nerven-systems am Beispiel der autoimmunen experimentellen Enzephalomyelitis (EAE)!

Die EAE kann in suszeptiblen Nagerstämmen wie z. B. der Lewis-Ratte entweder durch eine aktive Immunisierung mit einem Immunogen (aktive EAE) oder mittels passiver Übertragung enzephalitogener T-Zellen (passive-, adoptive- transfer (AT-) EAE) ausgelöst werden (Abb. 1-1). Bei der aktiven Krankheitsauslösung wer-den die Tiere mit einem spezifischen Antigen, wie beispielsweise dem basischen Myelin-Pro-tein (MBP) immunisiert, welches in einem Ad-juvans (komplettes Freund’sches Adjuvans, CFA) zur Verstärkung der Immunantwort emulgiert ist. Bei der MBP-Immunisierung bei Lewis-Ratten führt dies nach vorausgehender Gewichtsabnahme nach etwa 2 Wochen zum Auftreten neurologischer Symptome. Nach Iso-

dass bei allen Patienten mit der entsprechenden Erkrankung z. B. Autoantikörper nachweisbar sind. Dies ist natürlich nicht der Fall. Erklä-rungsansätze hierfür könnten neben technischen Gründen beispielsweise sein, dass Autoantikör-per an entsprechende Zielstrukturen gebunden, und somit nicht mehr in zirkulierender Form nachweisbar sind bzw. dass das Antigen in so ge-ringer Menge exprimiert wird, dass die Auto-antikörper in situ nicht nachgewiesen werden können. Weiterhin könnte es sich trotz eines gleichen klinischen Phänotyps um mehrere nah verwandte, aber nicht identische Zielantigene handeln. Darüber hinaus stellt sich die Frage, weshalb nicht alle Patienten mit Autoantikör-per-vermittelten-Erkrankungen Krankheitszei-chen aufweisen, beziehungsweise warum mehre-re unterschiedliche Autoimmunerkrankungen mit einem Autoantikörper assoziiert sein kön-nen. Dies ist zum Beispiel bei der Typ-1-Diabe-tes und beim Stiff-Person-Syndrom der Fall, die beide durch das Vorhandensein von Antikörpern gegen Glutamatdecarboxylase (GAD65) charak-terisiert sind (Kim et al., 1994). Das Kriterium einer passiven Übertragbarkeit von humoralen Faktoren auf gesunde Versuchstiere könnte durch die Blut-Hirn-Schranke bzw. die Blut- Nerven-Schranke eingeschränkt sein.

1.4 Was versteht man unter dem Immunprivi-leg des zentralen Nervensystems (ZNS)? Nen-nen Sie weitere immunprivilegierte Gewebe! Welches sind Mechanismen, die zum Immun-privileg führen?

Während viele Gewebe lokale Immunreaktionen ohne bleibende funktionelle Einschränkungen tolerieren können, sind in einigen spezialisierten Geweben spezifische immunregulatorische Me-chanismen aktiv, die die Immunantwort so be-grenzen und modulieren sollen, dass eine dauer-hafte Schädigung des Gewebes verhindert wird. Solche gewebespezifischen Mechanismen, die zu einem «Immunprivileg» führen, existieren z. B. im ZNS, in den reproduktiven Organen (Testis, Ovarien) sowie der Vorderkammer des Auges.



1 – Experimentelle Grundlagen neuroimmunologischer Erkrankungen 9

nisierungsprotokoll. Obwohl diese Komponen-ten unter Versuchsbedingungen weitestgehend konstant gehalten werden können, kommt es trotzdem zu einer teilweise erheblichen Variabi-lität, was wahrscheinlich auf Umwelteinflüsse wie Jahreszeit, Temperatur, Stress, Tierstall etc. zurückgeführt werden muss.

Für Therapieversuche wird häufig die durch basisches Myelin-Protein induzierte adoptive Transfer-autoimmune experimentelle Enze-pha lomyelitis (AT-EAE) in der Lewis-Ratte be-nutzt, da diese eine verlässlich hohe Krank-heits inzidenz und einen relativ synchronen Zeitverlauf zwischen den einzelnen Tieren ei-ner Versuchsgruppe aufweist. Dies hat den Vor-teil, dass kleinere Gruppengrößen von bei-spielsweise 6 bis 10 Tieren verwendet werden können, mit denen dann signifikante Ergebnis-se zu erzielen sind.

lation, Stimulation und Selektion können anti-genspezifische T-Zellen in vitro propagiert wer-den. Werden diese antigenspezifischen T-Zelllinien in naive Tiere injiziert, entwickeln diese nach wenigen Tagen eine passive Erkran-kung, die man adoptive Transfer-EAE nennt.

1.6 Bei Tiermodellen wie der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis und Neuritis gibt es eine Variabilität der Erkrankung hin-sichtlich z. B. Erkrankungsinzidenz, Beginn und Schwere der Erkrankung. Wovon hängt diese Variabilität ab?

Die Erkrankungsvariabilität lässt sich nicht auf einen einzelnen Faktor zurückführen, sondern hängt von einer Vielzahl von Einflussfaktoren ab. Hierzu gehören das verwendete Antigen, die Spezies der Versuchstiere, das Geschlecht, Alter und Stamm der Versuchstiere sowie das Immu-

Abbildung 1-1: Transfer der EAE in suszeptible Nagerstämme



10 1 – Experimentelle Grundlagen neuroimmunologischer Erkrankungen

weise nur auf die Ausschaltung eines Gens zu-rückzuführen ist, sondern vielmehr auch kom-pensatorische Mechanismen anderer Gene widerspiegeln kann (Adaptationsprozesse) und somit eher auf komplexen Interaktionen be-ruht. Eine weitere Einschränkung ist, dass bei vielen Knockout-Modellen die Funktion des ausgeschalteten Gens nicht zelltypspezifisch ist. Alternativen sind deshalb konditionale Kno-ckout-Modelle, die den Vorteil einer entweder zell- oder gewebespezifischen oder zeitlich defi-nierten Inaktivierung eines Gens im adulten Stadium bieten.

1.9 Welche Möglichkeiten gibt es zur Generie-rung von konditionalen Knockout- Modellen und wie funktionieren sie?

Die am weitesten verbreitete Methode zur Ge-nerierung einer konditionalen Knockout-Maus ist das Cre/loxP-System (Feil, 2007). Hierbei wird das Ziel-Gen durch zwei loxP-Sequenzen flankiert («gefloxte» Maus), das dazwischen lie-gende Gensegment kann mit Hilfe der vom Bakteriophagen P1 stammenden Cre-Rekom-binase herausgeschnitten und damit inaktiviert werden. Cre kann als Transgen oder «knock-in» entweder gewebespezifisch oder induzierbar ex-primiert werden (Cre-Maus). Erst die Kreuzung dieser beiden Mäuse führt zur gewünschten Gendeletion.

Eine weitere Möglichkeit des kontrollierten An- oder Abschaltens von Genen über festge-legte Zeiträume ist die Verwendung des Tetrazy-klin-Systems (Sprengel/Hasan, 2007). Auch hierbei sind wieder 2 Mäuse erforderlich. Eine, die transgen einen Tetrazyklin-Transaktivator exprimiert, und eine andere, die das Zielgen ge-koppelt mit einem synthetischen Promotor ex-primiert. Die Bindung des Transaktivators an den Promotor (und damit die Aktivität der Ge-nexpression) ist durch Tetrazyklin steuerbar, d. h. in diesem System können Gene durch Zu-fütterung bzw. Entzug von Tetrazyklinen wäh-rend klar definierter Zeiträume aktiviert und deaktiviert werden. Somit kann die Wirkung

1.7 Einer der Vorteile der Mausmodelle neuro-immunologischer Erkrankungen ist die Mög-lichkeit der Untersuchung genetisch veränder-ter Tiere, insbesondere an Knockout-Modellen. Warum sind Knockout- Untersuchungen an Mäusen häufiger als z. B. an Ratten?

Die Techniken zur Erzeugung gentechnisch ver-änderter Nager, wie Desoxyribonukleinsäu-re-Mikroinjektion in den Pronukleus zur Gene-rierung transgener Tiere, die Elektroporation embryonaler Stammzellen (ES-Zellen) und die homologe Rekombination für die Generierung von Knockout-Tieren wurden zunächst in Mäusen entwickelt und angewandt. Hinzu kommt, dass ES-Zellen von Mäusen relativ ro-bust und dadurch leichter zu manipulieren sind, während ES-Zellen von Ratten äußerst fragil sind, was die Erzeugung von Kno-ckout-Ratten äußerst diffizil macht. Inzwischen gibt es hunderte Maus-knockout-Linien, von denen die meisten auch auf einen für Versuche mit der experimentellen autoimmunen En-zephalomyelitis relevanten genetischen Hinter-grund zurückgekreuzt sind (z. B. C57BL/6). In den letzten Jahren ist aber auch die Generie-rung transgener Ratten gelungen (van den Brandt et al., 2007). Knockout-Ratten gab es bis vor kurzem nur einige wenige, die über den mühsamen Weg zufälliger Mutagenese und nachfolgender Selektion gezüchtet wurden. Im Jahr 2009 wurde die Zinkfinger-Nukleasetech-nologie entwickelt, mit deren Hilfe inzwischen auch Knockout-Rattenmodelle mit modifizier-ten ES-Zellen als Ausgangspunkt generiert wer-den können (Dolgin, 2010).

1.8 Was sind «konditionale» Knockout- Modelle?

Einige Knockout-Linien können nicht generiert werden, da eine Inaktivierung des entsprechen-den Gens letal ist. Außerdem muss bei der In-terpretation von Daten von Knockout-Model-len berücksichtigt werden, dass der an den Tieren beobachtete Effekt nicht notwendiger-



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