Intracerebroventrikuläre Injektionen von Zink Ionen und Histidin als Carrier modulieren die Anfallsaktivität nach experimentell induzierter Epileptogenese unterschiedlich in Cav2.3-defizienten Mäusen und Kontrolltieren

Hintergrund: Epilepsie ist eine neurologische Erkrankung, an der weltweit über 50 Millionen Menschen aus allen Altersgruppen erkrankt sind. Die Erkrankung hat viele Formen und unterschiedliche Symptome. Die genauen Mechanismen für die Entstehung von epileptischen Anfällen sind sehr vielfältig. Zum einen ist der Cav2.3 Calcium-Kanal an der Generierung von epileptischen Anfällen beteiligt. Zusätzlich verdichteten sich in den letzten Jahren vermehrt Hinweise, dass die Homöostase von bestimmten Spurenmetall-Ionen, insbesondere von Zink, eine Rolle in der Epileptogenese einnehmen. Ziele: In dieser Arbeit soll die Funktion von Zink und seine Bedeutung in der Kainat induzierten Epileptogenese über den Cav2.3 Calcium-Kanal untersucht werden. Methoden: In dieser Arbeit wird daher die Zinkhomöostase manipuliert, um den Einfluss von Zink bei der Kainat induzierten Epilepsie in Mäusen mit und ohne Cav2.3 Calcium-Kanal zu untersuchen. Mäusen wird entweder 1 mM Histidin (His) allein oder in Kombination mit 10 µM Zinkchlorid (ZnCl2) zusätzlich zur intraperitonealen Injektion von 15 mg / kg Kainat (KA) zur Anfallsinduktion injiziert. Es wurde eine Methode zur intracerebroventrikulären (i.c.v.) Injektion von Histidin allein oder in Kombination mit Zink bei Mäusen entwickelt, um eine direkte Anreicherung von Zink Ionen im Gehirn zu erreichen. Wildtyp-Mäuse und Mäuse mit deletiertem Cav2.3 Ca2+-Kanal wurden in je 3 Hauptgruppen eingeteilt: A. Mäuse ohne i.c.v. Injektion (ohne Kanüle), B. mit i.c.v. Histidin Injektion (mit Kanüle) und C. mit i.c.v. Injektion von Zink mit Histidin (mit Kanüle). Jede Hauptgruppe enthielt eine Kontrollgruppe und einer Gruppe von Mäusen bei denen konvulsive Anfälle durch ein intraperitoneal (i.p.) injiziertes chemisches Läsionswerkzeug, dem Kainat (KA) ausgelöst wurden. Nach den Injektionen wurden telemetrische Messungen an der Hirnoberfläche von sich frei bewegenden Mäusen zur Erfassung von epileptischen Anfällen durchgeführt. Zusätzlich wurde für eine Gesamtbeobachtungszeit von 2 h nach Injektion der Schweregrad von Anfällen registriert und quantifiziert. Darüber hinaus wurde eine immunhistochemische Methode zum Nachweis von Schwermetall-Kationen im Gehirn angewendet, um die Ausbreitung von injiziertem Zink zu verfolgen oder den Verbleib von endogenem Zink darzustellen. Ergebnisse: Nach Kainat Injektion wurde in Cav2.3-kompetenten Mäusen schwerere Anfälle und eine höhere Sterblichkeitsrate festgestellt verglichen mit Cav2.3 KO-Mäusen. Nach zusätzlicher intracerebroventrikulärer Gabe von Histidin reduzierten sich die Sterberaten drastisch in beiden Genotypen. Jedoch zeigte sich nur in Wildtyp-Mäusen eine signifikante Verbesserung in der Anfallsintensität. Zusätzlich wurde dabei eine Abnahme der Färbeintensität nach der Methode von Timm registriert. Die zusätzliche Applikation von Zink in Verbindung mit Histidin sorgte hingegen erneut für einen Anstieg der Sterblichkeitsrate jedoch nur in Cav2.3(+|+) Wildtyp-Mäusen und zu einer intensiveren Färbung im Gehirn. Schlussfolgernd liegt es nahe, dass Zink durch die modulierenden Effekte am Cav2.3 Ca2+-Kanal Einfluss auf die Epileptogenese hat