Pathomechanismen der autoimmunen Enzephalitis: Beeinflussen Autoantikörper gegen GABAA-Rezeptoren und GAD65 die neuronale Struktur und Funktionalität?

Abstract

Die AE ist ein klinisch heterogenes, oftmals therapieresistentes neuroimmunologisches Syndrom, das häufig mit epileptischen Anfällen, kognitiven Defiziten und psychiatrischen Symptomen einhergeht (Vedeler und Storstein, 2009; Spatola et al., 2017). Pathophysiologisch wurden dabei Autoantikörper gegen neuronale Zielstrukturen identifiziert. <br/> Diese Dissertation untersucht in vitro die Pathomechanismen zweier bei autoimmuner Enzephalitis relevanter Antikörperentitäten: (i) Autoantikörper gegen den GABA_A-Rezeptoren (RhuMAkGABA_AR; extrazelluläres Ziel) und (ii) Autoantikörper gegen Glutamatdecarboxylase 65 (huGAD65Ak; intrazelluläres Ziel). Ziel war die Klärung, ob und über welche Mechanismen diese Antikörper die neuronale Struktur und Funktion beeinflussen und ob eine kombinierte Exposition additive Effekte erzeugt. <br/> Primäre murine hippocampale Neurone wurden mit diesen rekombinanten monoklonalen humanen Autoantikörpern inkubiert und mittels Immunzytochemie, Aufnahme-/Internalisierungsassays, Viabilitätsmessungen und Multi-Elektroden-Array (MEA) analysiert. <br/> Für huGAD65Ak zeigte sich ein spezifisches Bindungsmuster an präsynaptischen Strukturen, jedoch keine neuronale Aufnahme und kein nachweisbarer Effekt auf die Netzwerkaktivität im MEA-System (Spikes, Burst-Parameter und Netzwerk-Bursts) unter den beschriebenen Bedingungen. Auch in Kombination mit rhuMAkGABA_AR ergaben sich keine Hinweise auf eine additive Netzwerkmodulation. Demgegenüber banden rhu-MAkGABA_AR spezifisch an inhibitorische Synapsen und an die α1-Untereinheit des GABA_AR und wurden somatisch nachweisbar aufgenommen. In Rezeptor-Internalisierungsassays induzierte der rekombinante rhuMAkGABA_AR eine ausgeprägte Internalisierung von GABA_AR, während Kontroll-IgG und Fab-Fragment keine Internalisierung auslösten. Mechanistisch war die Rezeptor-Internalisierung Clathrin-abhängig: Unter Clathrin-Inhibition war keine Internalisierung detektierbar, während Caveolae- bzw. phagozytoseassoziierte Inhibitionen den Effekt nicht aufhoben. Parallel blieb die neuronale Viabilität unter rhuMAkGABA_AR und huKontroll-IgG nach 4 Stunden und 48 Stunden unverändert. Funktionell führte die Inkubation mit rhuMAkGABA_AR zu einer gesteigerten und synchronisierten Netzwerkaktivität mit vermehrten Spikes und Bursts. Für die Spike-Anzahl ergab sich in der Zeit-Gruppen-Analyse eine signifikante Interaktion sowie ein ausgeprägter Gruppeneffekt. Nach 48 Stunden war die Spike-Aktivität gegenüber nativen Neuronen erhöht, während Fab-Fragment und huKontroll-IgG keinen pathophysiologischen MEA-Effekt zeigten. <br/> Zusammenfassend belegen die Ergebnisse eine direkte Pathogenität von rhuMAkGABA_AR in vitro über rezeptorvermitteltes Trafficking (Clathrin-abhängige Internalisierung) mit konsekutiver Netzwerk-Hyperexzitabilität als Anfallsäquivalent. Für huGAD65Ak ergaben sich in diesem Versuchsdesign keine Hinweise auf einen eigenständigen oder additiven funktionellen Effekt.