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6  Zusammenfassung und Ausblick

In der vorliegenden Arbeit wurden in neuronalen Primärkulturen die neuroprotektiven Eigenschaften zweier endogener Substanzen, Melatonin und 17 β-Estradiol untersucht. Es wurden verschiedene Modelle der Zellschädigung eingesetzt, die zum einen einen vorwiegend exzitotoxisch / nekrotischen Schaden und zum anderen einen verzögerten, neuronalen Zelltod mit überwiegend apoptotischen Charakteristika auslösten. Es konnte erstmals gezeigt werden, dass das neuroprotektive Potential sowohl von Melatonin als auch von 17 β-Estradiol von der Art der neuronalen Schädigung abhängig ist und je nach Zellschädigung auf unterschiedlichen Mechanismen beruhen kann. Die Wirkung von Melatonin und 17 β-Estradiol wurde an drei Caspase-abhängigen, apoptotischen, aber Exzitotoxin-unabhängigen Neurodegenerationsmodellen untersucht und mit der bei vorwiegend nekrotischen Schadensmodellen verglichen.

Melatonin war in allen drei unterschiedlichen apoptotischen Modellen nicht in der Lage, den Untergang neuronaler Zellen aufzuhalten. In diesen Modellen wurde die Schädigung der Nervenzellen durch Melatonin sogar noch verstärkt, während Melatonin partiell gegen die durch OGD-induzierte Nekrose in kortikalen Neuronen schützen konnte. Der Einsatz des endogenen neuroprotektiven Faktors Melatonin als Therapeutikum ist möglicherweise nur bei neurodegenerativen Erkrankungen mit exzitotoxischer Schädigung durch Glutamat oder oxidativem Stress wie bei Epilepsie oder dem Schlaganfall durch Ischämie sinnvoll. Die fehlende bzw. potenzierenden Wirkung von Melatonin bei neuronaler Apoptose in vitro, stellt jedoch einen therapeutischen Erfolg bei der Behandlung der mit apoptotischer Schädigung einhergehenden Alzheimer’schen Erkrankung in Frage. Bei klinischer Anwendung ist auch der von uns erhobene Befund zu beachten, dass in vitro native neuronale Zellen durch Melatonin geschädigt werden.

17 β-Estradiol wirkte sowohl bei nekrotischer als auch bei apoptotischer Zellschädigung. Dabei zeigten sich wesentliche Unterschiede in den Mechanismen der Neuroprotektion und in der Ansprechbarkeit verschiedener Regionen des Gehirns. Die Langzeitvorbehandlung (20 h) mit 0,1 μM 17 β-Estradiol war bei AF64A-induzierter apoptotischer Schädigung nur in hippokampalen und septalen, nicht jedoch in kortikalen Kulturen wirksam. Der neuroprotektive Effekt wurde durch den [Seite 86↓]Estrogenantagonisten ICI 182,780 und Tamoxifen, sowie durch den Phosphoinositol-3-Kinase-Hemmer LY294002 blockiert. Bei Glutamat oder OGD war die Langzeitvorbehandlung nicht effektiv, während bei der Kurzzeitbehandlung (1 h) von kortikalen Kulturen mit 0,5 – 1,0 μM 17 β-Estradiol eine durch Estrogenantagonisten nicht beeinflussbare Reduktion der nach Glutamat- oder OGD-Behandlung auftretenden Freisetzung der LDH-Aktivität sowie eine Verbesserung der morphologischen Veränderungen erzielt werden konnte. Kurzzeitbehandlung war bei apoptotischer Schädigung durch AF64A unwirksam. Gegen Staurosporin induzierten Schaden waren weder die Kurz- noch die Langzeitvorbehandlung mit 17 β-Estradiol neuroprotektiv. Die bevorzugte Expression von Estrogenrezeptor-α und die Induktion der Proteine der Bcl-Familie durch 17 β-Estradiol in hippokampalen und septalen, nicht jedoch in kortikalen Kulturen deuten daraufhin, dass die Prävention des apoptotischen, aber nicht des nekrotischen Zelluntergangs durch 17 β-Estradiol möglicherweise von der Induktion dieser Bcl-Proteine und der Dichte des α-Estrogenrezeptors abhängig ist. Da bei der Alzheimer’schen Erkrankung der Kortex betroffen ist, könnte der fehlende Effekt von 17 β-Estradiol in kortikalen Neuronen sowohl auf die neuronale Apoptose als auch auf die Proteinexpression von Bcl-2 und Bcl-xL möglicherweise auf experimenteller Basis erklären, warum eine langfristige Estrogentherapie bei Frauen mit milder bis moderater Alzeimer’scher Erkrankung den Progress der Erkrankung nicht aufhalten konnte (Mulnard et al. 2000).

Für die Zukunft ist die Entwicklung von synthetischen Estrogenderivaten, die eine möglichst selektive Wirkung im Zentralnervensystem entfalten, und nur am Estrogenrezeptor-α agonistisch wirken vielleicht eine aussichtsreiche Strategie zur effektiveren Wirkung von Estrogenen. Die Wirksamkeit derartiger Substanzen könnte in den von uns eingesetzten in vitro-Modellen überprüft werden.


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18.04.2005