Experimental study of a transgenetic CMT-animal model using Meriva-Curcumin and Cholesterol

Die Charcot-Marie-Tooth-Krankheit (CMT) ist die am häufigsten auftretende heriditäre motorisch-sensible Neuropathien (HMSN) beim Menschen. Bedingt durch eine Duplikation des PMP22-Gens kommt es vor allem in den Schwannschen Zellen der peripheren motorischen Nerven zu Myelinisierungsstörungen (CMT1A). Durch die verminderte Reizweiterleitung und axonalen Verlust werden die entsprechenden Muskeln schlecht innerviert und atrophieren. Typische Symptome wie Ganganomalien und atrophierte Hand- und Beinmuskulatur sind die Folge. Da noch keine Therapie verfügbar ist, wird an verschiedenen Therapieansätzen geforscht. Hilfreich können hierbei Tiermodelle sein, die durch eine Genveränderung auch eine Duplikation von PMP22 aufweisen. Die transgenen Tiere zeigen ähnliche Symptome wie das menschliche Krankheitsbild. Das Ziel meiner Arbeit bestand darin, die Wirkung von Cholesterol und Meriva-Curcumin auf den Phänotyp der CMT-Ratten zu untersuchen und Gewebeproben für zukünftige Untersuchungen zu gewinnen. Sowohl Curcumin als auch Cholesterol haben bereits in der Vergangenheit einen positiven Einfluss auf unterschiedliche Neuropathien gezeigt. Untersucht wurden insgesamt 72 Tiere, die in Wildtyp-, Placebo-, Cholesterol- und Meriva-Curcumin-Gruppe eingeteilt wurden. Sie bekamen die jeweilige Substanz dem Futter untergemischt bzw. normales Futter. Alle drei Wochen wurden Griffstärkemessungen an Vorder- und Hinterläufen durchgeführt und das Gewicht gemessen. Am Ende der Studie wurde zusätzlich ein Hotplate-Test vorgenommen sowie Gewebeproben entnommen und elektrophysiologische Daten erhoben. Das Gewicht aller Tiere wies zu keinem Zeitpunkt Schwankungen oder Auffälligkeiten auf, sodass von einer einheitlichen Futtermengenaufnahme ohne Nebenwirkungen auszugehen ist. Die Griffstärkemessungen an den Hinterläufen zeigten am Ende der Studie, dass die mit Cholesterol und Meriva-Curcumin behandelten Tiere signifikant stärker waren als die unbehandelten Placebo-Tiere. Damit wurde ein positiver Therapieeffekt auf den motorischen Phänotyp in CMT-Ratten nach- gewiesen, ohne Wildtypniveau zu erreichen. Die Behandlung mit Cholesterol und Meriva-Curcumin hatte hingegen keine Therapieeffekte hinsichtlich der Muskelatrophie (Muskelmesseung des Musculus tibialis cranialis) sowie des sensorischen Phänotyps (Hotplate-Test). Die Bilder der Semidünnschnitte proximaler Nerven zeigen nur nach der Behandlung mit Cholesterol eine signifikant geringere Anzahl demyelinisierter Axone, nicht aber nach der Behandlung mit MerivaCurcumin. Durch elektrophysiologische Versuche nach der Therapie konnten keine verbesserte NLG festgestellt werden. Die MSAP jedoch waren nach Behandlung mit Meriva-Curcumin signifikant verbessert. Die entnommenen Gewebeproben gilt es in Zukunft zu untersuchen, um weitere Aussagen zur Wirkweise der Substanzen treffen zu können. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Meriva-Curcumin und Cholesterol einen positiven Effekt auf den motorischen Phänotyp der CMT-Ratten hatten und weitere Untersuchungen den Weg zur Translation in CMT1A-Patienten vorbereiten könnenThe charcot marie tooth disease is the most frequent type of hereditary myelinating disorders of the peripheral nervous system in the human race. Caused by a myelin gene duplication of the PMP22-Gen, the expression level of PMP22 mRNA is upgraded and causes Schwanncell apoptosis. Due to a lack of transfer of the stimuli and axonal loss, the muscels are less innervated and atrophied. Up to this point, there is no treatment available. Research is conducted to change that. To do so, transgenetic animal models with a duplication of PMP22 can be helpful since they show similar symptoms as human beings suffering from CMT disease. The aim of my thesis was to show how the substancies Meriva-Curcumin as well as Cholesterol are effecting the phenotype of the transgenetic CMT-rats and to safe some tissue for further reseach and analyses. In the past, both substancies, Meriva-Curcumin and Cholesterol, have shown positive effects on different neuropathies. The study included 57 animals in total, divided in 4 groups: wildtype, transgenetic placebo, trangenetic with Meriva-Curcumin and transgenetic with Cholesterol. The substancies where put into the daily chow. Every three weeks, grift strengths of the fore and back limbs were measured. Besides that, they were weighted. Since there has been no significant difference or abnormality in the weight of all animals compared to each other, we can conclud the food intake had no influence on the grip strenght measurements. At the end of the treatment period, there was a significant increase in the grip strenght of the backlimbs in both groups - Meriva-Curcumin and Cholesterol - compared to the placebo group. There has been no significant effect on the sensory phenotype (hot plate test). First analyses of the histological side showed reduced numbers of demyelinated axons in the cholesterol group. The recording of compound muscle action potentials showed a significant effect after feeding Meriva-Curcumin, whereas electrophysiology analysis showed no significant effect on the mesurement of nerve conducting velocity in both groups. To understand the effectiveness of Mervia- Curcumin and Cholesterol in detail, we need to analyse the tissue sampels. All in all, we showed a positive effect on the motoric phenotype of the CMT rat and further analyes should be done.2017-06-2