Matrixmetalloproteinasen in ZNS und Haut bei der ALS und im ALS Modell

Abstract

Die amyotrophe Lateralsklerose (ALS) führt zu einer Degeneration der Motoneurone im Kortex und Rückenmark. Sie betrifft auch weitere Organsysteme, wie die Haut. In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob es eine Verbindung zwischen ZNS- und Hautveränderungen gibt und inwieweit die Matrixmetalloproteinasen (MMP) eine Rolle spielen. Ziel ist es, gemeinsame Pathologieaspekte in Haut und ZNS aufzudecken, die dazu führen können, dass die MMPs in der Haut als Biomarker für die ALS gelten können. Mittels ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) wurden die MMP-2 und MMP-9 Konzentrationen in Serum-, Liquor- und Hautproben von ALS-Patienten und Kontrollen sowie in Rückenmarks-, Kleinhirn- und Hautproben bei Versuchstieren des SODG93A Modells bestimmt. Es zeigte sich eine generelle Hochregulation der MMP-9. Beim ALS-Patienten war MMP-9 in Liquor und Haut erhöht; MMP-2 zeigte keine Unterschiede. Patienten mit einer rasch progressiven Verlaufsform wiesen höhere MMP-9 Konzentrationen im Liquor auf als die mit der langsamen Form. Im Tiermodell ist MMP-9 bei älteren Tieren in allen drei Gewebearten signifikant erhöht. Zudem konnte eine signifikante positive Korrelation zwischen MMP-9 in Haut und Rückenmark festgestellt werden. Das gesteigerte Substrat, oxidativer Stress oder die Induzierbarkeit durch weitere Stimuli im Rahmen der ALS könnten Gründe für die Hochregulation der MMPs sein. Die Ursache für die geringere Hochregulation des MMP-2 ist mit der unterschiedlichen Regulation dieser Enzyme zu erklären. MMP-2 ist konstitutiv exprimiert, die MMP-9 Genexpression kann von zahlreichen Stimuli hochreguliert werden. Einen möglicherweise schädigenden Einfluss der MMPs zeigen die höheren MMP-9 Konzentrationen bei der schnell fortschreitenden Verlaufsform. Die positive Korrelation der Ergebnisse im Rückenmark und in der Haut der Versuchstiere deutet darauf hin, dass die Prozesse in ZNS und Haut durchaus gemeinsam betrachtet werden können. Die Haut ist daher als Biomarkerquelle gut denkbar.