Die Auswirkungen einer Minocyclin-Therapie auf die Größe des Läsionsvolumens sowie auf die Aktivierung MHC-II-positiver cerebraler Immunzellen nach experimentellem Schädel-Hirn-Trauma

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	20 March 2013
Referee:	Prof. Dr. Alexander Brawanski and Prof. Dr. Michael Nerlich
Date of exam:	4 February 2013
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Neurochirurgie
Keywords:	Minocyclin, Schädel-Hirn-Trauma, Neuroprotektion, minocycline, traumatic brain injury, tbi, neuroprotection
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	27861

Abstract (German)

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss einer Minocyclin-Therapie nach experimentellem Schädel-Hirn-Trauma an der Ratte auf die Größe des cerebralen Läsionsvolumens sowie die Aktivierung MHC-II-positiver cerebraler Immunzellen untersucht. Hierzu wurden neben histologischen Planimetrien zur Volumenrekonstruktion immunhistochemische Färbungen zur Quantifizierung der Mikrogliareaktion ...

Abstract (German)

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss einer Minocyclin-Therapie nach experimentellem Schädel-Hirn-Trauma an der Ratte auf die Größe des cerebralen Läsionsvolumens sowie die Aktivierung MHC-II-positiver cerebraler Immunzellen untersucht. Hierzu wurden neben histologischen Planimetrien zur Volumenrekonstruktion immunhistochemische Färbungen zur Quantifizierung der Mikrogliareaktion durchgeführt.

Quantifizierung des cerebralen Läsionsvolumens:
Eine posttraumatische Behandlung mit Minocyclin führte zu einer deutlichen, jedoch statistisch nicht signifikanten Reduktion des Läsionsvolumens 26d nach Trauma. Da zur Applikation des Traumas ein Modell verwendet wurde, welches eine hohe Reproduzierbarkeit in der Quantität des Traumas aufweist, lässt sich der Unterschied des Läsionsvolumens auf eine Reduktion des sekundären Zellschadens zurückführen. Der hierfür verantwortliche Wirkmechanismus ist nach wie vor nicht völlig geklärt. Von einer Vielzahl an vorbeschriebenen, möglichen biochemischen Mechanismen erscheint vor allem eine antiinflammatorische Wirkung von Bedeutung zu sein, welche zu einer signifikanten Senkung der intrazellulären Konzentration von Interleukin-1ß führt.

Quantifizierung der Mikrogliareaktion:
Zu allen gemessenen Zeitpunkten führte die Applikation von Minocyclin zu einer deutlichen posttraumatischen Unterdrückung der Mikrogliazellenaktivierung. Zu den Zeitpunkten 24h, 48h und 96h nach Trauma war diese statistisch signifikant. Die Tatsache berücksichtigend, dass IL-1ß nach Schädel-Hirn-Traumata vorwiegend durch aktivierte Mikrogliazellen freigesetzt wird, stützen unsere Beobachtungen die These einer antiinflammatorischen Wirkung von Minocyclin im posttraumatischen Zeitverlauf. Da dies jedoch nur die Endstrecke einer äußerst komplexen Reaktion darstellt sind zur genauen Aufklärung des Wirkungsmechanismus weitere Untersuchungen nötig, insbesondere auch im Hinblick auf eine mögliche Anwendung im Rahmen klinischer Studien.

Translation of the abstract (English)

The aim of this work was to investigate the effects of administering minocycline therapy following brain injury. The cerebral lesion volume and the activation of MHC-II positive cerebral immune cells were measured after experimental traumatic brain injury was induced in rats. Histological planimetry was used for reconstruction of volume and immunohistochemical staining for the quantification of ...

Translation of the abstract (English)

The aim of this work was to investigate the effects of administering minocycline therapy following brain injury. The cerebral lesion volume and the activation of MHC-II positive cerebral immune cells were measured after experimental traumatic brain injury was induced in rats. Histological planimetry was used for reconstruction of volume and immunohistochemical staining for the quantification of microglial reaction.

Quantification of cerebral lesion volume:
Post-traumatic treatment with minocycline caused a noticeable, but statistically insignificant, reduction of lesion volume 26 days after trauma. As the degree of trauma in the applied trauma model is highly reproducible, the difference in volume can be attributed to a reduction in secondary brain damage.

Quantification of microglial reaction:
The application of minocycline caused a clear reduction in the microglial reaction to trauma. Interleukin-1ß levels were significant reduced at 24, 48 and 96 hours after trauma. As interleukin-1ß is mainly released by activated microglial cells after traumatic brain injury, these results support the theory of an anti-inflammatory effect of minocycline during the post-traumatic period.

Conclusion:
This study suggests that minocycline therapy may have potential benefits in limiting secondary brain injury following cerebral trauma, by reducing the inflammatory response. The mechanism of action remains unclear. However an anti-inflammatory effect seems to be important, accounting for the significant decrease in the intracellular concentration of interleukin-1ß. Due to the fact that this represents only the final pathway of a very complex reaction, further investigations are necessary to ascertain the exact mechanism of action.

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