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PDF, German - main document Download (2MB) | Lizenz: Die Rolle des mGlu-2/3 Rezeptors im Belohnungssystem und dessen Einfluss auf Suchtverhalten by Wagner, Konstantin underlies the terms of Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0

Abstract

Diese Arbeit hat sich anhand von zwei verschiedenen Versuchsanordnungen mit den neurologischen Voraussetzungen und Veränderungen für das Erlernen abhängigen Verhaltens, besser gesagt mit der Entstehung von Sucht, auseinandergesetzt. Hierbei wurden zwei unterschiedliche Aspekte dieser Thematik beleuchtet, welche auch in zwei separaten Versuchen angegangen wurden. Der erste Versuch untersucht das Monitoring bzw. das Kenntlichmachen der Aktivität von Neuronenpopulationen. Der zweite Versuch befasst sich mit der Manipulation der Aktivität von bestimmten Neuronenpopulationen und deren Bedeutung für das Verhalten von Ratten beim Erlernen von abhängigem Verhalten. Begonnen haben wir mit dem Kartographie-Projekt. Hierbei wurden durch die Analyse aktiver Neuronen, nach der Injektion eines selektiven mGlu-2/3-Rezeptoragonisten in bestimmte Hirnregionen, welche bei belohnungsassoziiertem Verhalten eine zentrale Rolle spielen, die Grundlagen für die Entstehung von abhängigem Verhalten beleuchtet. Dafür wurden drei Gruppen gebildet. Eine Kontrollgruppe mit fünf Ratten und zwei Interventionsgruppen mit jeweils fünf Ratten. Den Ratten aus der Kontrollgruppe wurde eine NaCl-Lösung injiziert, den Ratten aus der Interventionsgruppe eine selektiver mGlu-2/3 Rezeptoragonist LY379268 in den Dosierungen 2ml/kg KG und 5m/kg KG. Anschließend wurden 15 Hirne mit einer Fixierungslösung perfundiert und in free floating Technik (PBS) in 60 μm dünne Coronare Scheiben geschnitten. Die Schnitte wurden anschließend immunhistochemisch gefärbt und in Bezug auf den Aktivitätsmarker cFos ausgewertet. Hierbei zeigte sich im Nukleus Accumbens, im medioprefontalen Cortex und im Hippocampus eine signifikant erhöhte Aktivität. Im Thalamus kam es zu einer nicht signifikanten Steigerung und in der caudate Putamen zu einer signifikanten Abnahme der Aktivität. Weitere Versuche aus dem Labor konnten einen Bezug dieser Ergebnisse zum Verhalten und der Reaktion auf Belohnungsreize wie Saccharin sowie Ethanol feststellen. Dies zeigt die wichtige Bedeutung des Glutamathaushaltes sowie der untersuchten Hirnregionen bei der Entstehung von Sucht und abhängigem Verhalten von Ratten. Der zweite Versuch befasst sich damit, wie das Rückfallrisiko von bereits alkoholabhängigen Ratten reduziert werden kann. Verschiedene Versuche haben den mGlu-2/3 Rezeptor als mögliche Zielstruktur identifiziert. Deshalb wurde im Labor ein Virus entwickelt, welches zielgenau die Synthese dieses Rezeptors ausschaltet und somit auch die autoregulatorische Funktion des mGlu2/3-Rezeptors auf den Glutamathaushalt am präsynaptischen Spalt reduziert. Der signifikante Nachweis der Funktionalität dieses Virus und seine Möglichkeit den Rezeptor signifikant zu reduzieren, ist gelungen. Dies ist Teil einer Publikation zur Rolle von Psylocibin als Medikation zur Reduktion der Rückfallwahrscheinlichkeit in Rattenmodellen (Meinhardt et al, 2021). Dazu wurden sechs Ratten einer stereotaktischen Operation am Gehirn unterzogen. Hierbei wurden Dreien die aktive Form des Virus in den präfrontalen Cortex injiziert und abermals Dreien eine negative Kontrolle. Vier Wochen nach Injektion des Virus wurden die sechs Ratten dekapitiert und ihre Gehirne tiefgefroren. Die tiefgefrorenen Rattenhirne wurden mit Hilfe eines Kryostats in 20 μm dünne Scheiben geschnitten. Anschließend wurde die mRNA des mGlu-2/3-Rezeptors mit Hilfe der RNAscope Technik, einer Form der insitu-Hybridisierung, angefärbt. Bei der Auswertung konnte eine signifikante Abnahme der mRNA des mGlu-2/3 Rezeptors festgestellt werden. Dies bringt somit den Nachweis der Funktionalität des im Labor entwickelten Virus. Somit stellt dieser ein effektives Werkzeug dar, um Tiermodelle in der Suchtforschung zielgenau anzupassen. Damit wurde ein Ansatzpunkt zur medikamentösen Therapie der Suchterkrankung im Rattenmodell geschaffen (Meinhardt et al., 2021). Der Glutamathaushalt spielt eine entscheidende Rolle im neuronalen Belohnungskreislauf bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von abhängigem Verhalten. Hier konnten wir im ersten Teil dieser Arbeit weitere wichtige Erkenntnisse zum besseren Verständnis der bei abhängigem Verhalten beteiligten Strukturen gewinnen. Der zweite Teil erbrachte den publizierten Nachweis über die Funktionalität des in unserem Labor konstruierten Virus zur Reduktion der mRNA für den mGlu-2 Rezeptor in Neuronen. Der Verlust dieses Rezeptors wird mit dem Verlust über die Kontrolle der Alkoholaufnahme und Reduktion kognitiver Flexibilität von Ratten in Verbindung gebracht. Dies stellt auch einen essenziellen Bestandteil der Suchtproblematik beim Menschen dar, welche sich in den Diagnosekriterien des DSM-V wiederfinden. Der Virus ist ein wertvolles Werkzeug in der Modulation von Tiermodellen für Alkoholabhängigkeit. Dies ermöglicht die Identifizierung neuer Ansatzpunkte in Hinblick auf eine medikamentöse Therapie von Abhängigkeit und somit zur Reduktion der soziökonomischen bzw. privaten Folgen