Verstärkte dopaminerge Degeneration durch die nigrale Applikation von CRE-exprimierenden helper-dependent-Adenoviren in knock-in-Mäusen mit überempfindlichen nikotinergen alpha4-Rezeptoren

Hintergrund: Knock-in-Mäuse mit überempfindlichen (L9'S) nikotinergen alpha4-Rezeptoren sterben perinatal mit einem ausgeprägten Defezit dopaminerger Neurone (Labarca et al., PNAS 2001). Nur heterozygote Tiere mit geringer Expression des mutierten Rezeptors – vermittelt durch eine „gefloxte“ Neomycin-Kassette im benachbarten Intron überleben und zeigen nur einen geringen Verlust dopaminerger Neurone (Orb et al., Physiol Genom 2004). Helper-dependent-Adenoviren (HDA) sind neurotrope Vektoren, die eine anhaltende Expression von Fremdgenen im Gehirn ohne Immunreation vermitteln können.

Ziel: Durch die Injektion von CRE-exprimierenden HDA in die Substantia nigra (SN) sollte in adulten Mäusen eine Elimination der Neomycin-Kassette und nachfolgend eine Akzentuierung des Defizits dopaminerger Neurone induziert werden.

Methoden: HDA wurden nach etablierten Protokollen im Labor von A. R. Berk gewonnen (Dorigo et al., J Virol 2004). Wir injizierten die HDA (CRE- und Kontroll-Virus) in die SN von Wildtyp und heterozygoten L9'S Mäusen. Spontane und ampehtamin-induzierte Lokomotion wurde vor und nach Injektion bestimmt. Das Überleben der dopaminergen Neurone, die Neurotrophie und die Immunantwort wurden histologisch und immunzytochemisch analysiert.

Ergebnisse: Nur die L9'S Mäuse, die mit HDA-CRE injiziert waren, zeigten eine dramatische Reduktion der dopaminergen Neurone (ca. 70%) und eine Verminderung sowohl der spontanen als auch der amphetamin-induzierten Lokomotion. Beide HDA bewirkten zu >90% eine Expression des Fremdgens in den Neuronen im Injektionsgebiet. Weniger als 5% waren in Astroglia exprimiert. Die Injektion von HDA führte zu keiner relevanten Aktivierung von Astrozyten oder Makrophagen.

Schlussfolgerung: Diese Daten zeigen, dass unsere knock-in-Mäuse mit überempfindlichen alpha4-Rezeptoren nach adulter CRE-Rekombination, die zu einer verstärkten Expression des mutierten Rezeptors führt, eine ausgeprägte Degeneration der dopaminergen Neurone und eine Hypokinese entwickeln. HDA sind aussichtsreiche Vektoren für eine Gentherapie im ZNS.