Untersuchung der Astrozytenaktivierung in einem in vitro-Modell für Hirntrauma

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, wie eine in vitro durchgeführte mechanische Schädigung von Nervengewebe (in vitro-TBI) die Astrozyten beeinflusst und ob eine Astrozytenaktivierung mit Zellschädigung korreliert. Zusätzlich wurde der Einfluss des Sexualhormons 17β-Estradiol (E2) auf diese Prozesse untersucht. Dafür wurden organotypische Kulturen des Hippocampus aus weiblichen und männlichen C57BL/6J_2019 Mäusen angelegt und unter Verwendung der rolling cylinder-Technik traumatisch geschädigt. Danach wurden über den Nachweis der GFAP-Expression die Astrozyten dargestellt und durch die Gabe von Propidiumiodid (PI) geschädigte Zellen detektiert. Die GFAP-Expression wurde sowohl im ganzen Hippocampus (per Western Blot) als auch immunhistochemisch mit Fokus auf die Strata pyramidale (SP) und radiatum/lacunosum moleculare (SR/SLM) in der CA1-Region untersucht. Die Ergebnisse der Western Blot Analyse zeigen keine signifikanten Unterschiede zwischen den TBI- und TBI+E2-Gruppen im Vergleich zur Kontrollgruppe (Ctl), wenn die GFAP Expression im gesamten Hippocampus betrachtet wird. Bei separater Betrachtung der CA1-Region wurde jedoch 24h nach TBI im SP eine signifikant erhöhte PI-Aufnahme und 48h nach TBI+E2 eine signifikant erhöhte GFAP-Intensität festgestellt. Weiterhin wurde festgestellt, dass PI-Aufnahme und GFAP-Intensität nach TBI positiv korrelieren, was auf eine lokale Aktivierung der GFAP-Expression in der Umgebung geschädigter Zellen rückschließen lässt. Somit kann vermutet werden, dass die in vitro-TBI in Astrozyten eine Reaktion hervorgerufen hat, die jedoch insgesamt eher subtil ist. Hinsichtlich der Einflussnahme von E2 ergaben die Untersuchungen keine eindeutigen Ergebnisse, da die Resultate aus den Kulturen nach E2-Gabe (TBI+E2) sich nicht signifikant von den Resultaten aus der reinen TBI-Gruppe unterschieden. Auch signifikante Unterschiede zwischen den Geschlechtern wurden nicht festgestellt. Insgesamt deuten die Ergebnisse daraufhin, dass nach in vitro-TBI eine lokal erhöhte Astrozytenaktivität auftritt, die möglicherweise durch Zellschädigung oder Zelltod induziert wird. Es könnte zum Verständnis neurogenerativer Abläufe nach Schädel-Hirn-Trauma lohnend sein, diesen Prozess detaillierter zu untersuchen.