Inhibierung des IL-17A vermittelten Blut-Hirnschrankenversagens in experimenteller Autoimmunenzephalomyelitis (EAE) und Mikrogliaaktivierung durch IL-17A

Experimentelle Autoimmunenzephalomyelitis (EAE) ist das Tiermodell für Multiple Sklerose (MS). Es ist bekannt, dass das proinflammatorische Zytokin IL-17A eine wichtige Rolle in MS und EAE spielt. Dieses wird hauptsächlich von einer Subpopulation der T-Helferzellen (Th17 Zellen) exprimiert. Es war bekannt, dass diese am Zusammenbruch der Blut-Hirnschranke (BHS) beteiligt sind. Der Integritätsverlust der BHS ist ein wichtiger und früher Aspekt in der Pathogenese von EAE und MS. Daraufhin können Immunzellen in das zentrale Nervensystem (ZNS) eindringen. Spezifische T-Zellen greifen das Myelin an und führen so zu einer Entzündungsreaktion, Demyelinisierung und axonalem Schaden. In dieser Arbeit konnte ich zeigen, dass durch Hemmung des kontraktilen endothelialen Apparates das BHS Versagen vermindert werden kann und es dadurch zu einem milderen Verlauf der EAE Pathogenese kommt. Wird der Inhibitor der Myosinleichtkettenkinase ML-7 C57/bl6 Mäusen, bei denen EAE induziert wurde, intraperitoneal verabreicht, kommt es zu einem geringeren Phosphorylierungsgrad der leichten Kette des Myosins in Endothelzellen und folglich zu einem verringerten Schrankenversagen. Außerdem konnte ich zeigen, dass weniger reaktive Sauerstoffspezies (ROS) gebildet werden. Folglich kommt es zu einer geringeren Infiltration von Immunzellen aus der Peripherie in das ZNS. Somit werden weniger Zytokine und auch Matrixmetalloproteinasen (MMP) ausgeschüttet, wodurch die Entzündungsreaktion weniger stark ausgeprägt ist. Außerdem werden weniger Mikrogliazellen aktiviert. Ich habe den Zusammenhang zwischen Mikrogliazellaktivierung und IL-17A näher untersucht. Dieses proinflammatorische Zytokin aktiviert Mikrogliazellen auch in vitro. Durch IL-17A Stimulation kommt es zur vermehrten ROS Bildung. Folglich kommt es zu einer vermehrten Proliferation und Migration, sowie einer erhöhten Zytokinproduktion. Außerdem konnte ich zeigen, dass der N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Rezeptor an der Mikrogliaaktivierung beteiligt ist. Abhängig von IL-17A Stimulation kommt es zu einem Kalziumeinstrom über den NMDA-Rezeptor. Werden Inhibitoren des NMDA-Rezeptors eingesetzt, können IL-17A vermittelte Proliferation, Migration, Zytokin-und ROS-Produktion verhindert werden. Der NMDA-Rezeptor ist sehr gut in Neuronen erforscht, wohingegen bisher sehr wenig über seine Funktion in Gliazellen bekannt war. In dieser Arbeit ist es mir gelungen einen Zusammenhang zwischen IL-17A vermittelter Mikrogliaaktivierung und Kalziumeinstrom über den NMDA-Rezeptor herzustellen.Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is the most common animal model of multiple sclerosis (MS). It is known that the proinflammatory cytokine IL-17A plays an important role in MS and EAE. It is mainly expressed from a subpopulation of T-helper cells (Th17 cells). It was already known that IL-17 is involved in blood-brain barrier (BBB) disruption. Loss of BBB integrity is an early and import event in MS and EAE pathogenesis. Immune cells can then enter the central nervous system (CNS). Specific T-cells attack the myelin and this leads to inflammation, demyelination and axonal damage. In this study I was able to show that inhibition of the endothelial contractile machinery prevents BBB disruption and thereby leads to milder EAE symptoms. C57/bl6 mice afflicted with EAE were treated with the myosin light chain kinase inhibitor ML-7, which leads to a reduced myosin light chain phosphorylation in endothelial cells and therefore to a reduced loss of BBB integrity. This leads to a lower amount of infiltrating immune cells. In addition I showed that there is a reduced production of reactive oxygen species (ROS), cytokines and matrix metalloproteinases (MMP), which leads to a lower inflammatory reaction. In addition microglia activation is decreased. I analysed the connection between microglia activation and IL-17A in more detail. This proinflammatory cytokine activates microglia also in vitro. IL-17A stimulation leads to enhanced ROS production. In consequence there is a higher proliferation and migration rate and an enhanced cytokine production. Furthermore I could show the involvement of N-methyl-D-aspartate (NMDA)-receptor in microglia activation. IL-17 stimulation leads to calcium influx via NMDA-receptor. The characteristic activation effects like proliferation, migration, ROS production and cytokine secretion can be inhibited by blocking the NMDA receptor. The NMDA-receptor is extensively investigated in neurons, but until now very little was known about its function in glia cells. In this study I proved the contribution of calcium signaling through NMDA receptors in IL-17A mediated microglia activation