Charakterisierung der BDV-Infektion bei neugeboren-aerogen-infizierten Ratten mittels immunhistochemischer Methoden

Sollmann, Daniela GND

In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen einer nicht-invasiven Borna Disease Virus (BDV)-Infektion auf das Gehirn von neugeboren infizierten Ratten untersucht. Diese Methode repräsentiert die allgemein anerkannte Route der intranasalen Infektion bei der Borna Krankheit. Bei bisherigen Untersuchungen wurden neugeborene Ratten intrazerebral infiziert, was eine wesentliche Belastung für das Hirngewebe mit sich bringt. Die mechanischen Schädigungen des Hirngewebes durch die Nadel einerseits und die Deposition des Inokulums andererseits können nicht klar von den Folgen der Infektion abgegrenzt werden. Um diese bisher unvermeidlichen und unterschätzten Folgen zu vermeiden, wurden Aerosole mit definierten Partikelgrößen aus virushaltigem Hirngewebe hergestellt und zur Infektion verwendet. In den eigenen Untersuchungen wurden neugeboren infizierte Lewis Ratten sowie Positiv- und Negativkontrollen und Sentinels verwendet. Von den Gehirnen der Tiere wurden Paraffinschnitte angefertigt und neben Standardfärbungen immunhistochemische Färbungen mit Markern für BDV-Protein, Immunzellen, Astrozyten und Neurone durchgeführt. 18 von 30 neugeboren infizierten Ratten im Alter zwischen 90 und 740 Tagen zeigten das typische Bild der persistierenden toleranten Infektion wie keine oder wenige klinische Symptome in Abwesenheit einer spezifischen Immunantwort. Diese Ratte exprimierten BDV-Protein in Zellen aller Gehirnregionen, zeigten Mikrogliose und aktivierte Astrozyten und die Purkinjezellen im Kleinhirn waren deutlich reduziert. Zusätzlich wurden bei 15 Tieren Axonschwellungen als Anzeichen einer neuronalen Dysfunktion festgestellt. Einige der neugeboren aerosol infizierten Ratten, die vier Wochen nach Aerosolexposition untersucht wurden, wiesen neben einer leichten Mikroglia- und Astrozytenreaktion auch gefäßassoziierte Infiltrate auf. Da die infiltrierenden Zellen in der Immunhistochemie mit dem Anti-CD8-Antikörper negativ blieben, ist anzunehmen, dass es sich hierbei um eine transiente unspezifische Immunreaktion handelt. Außerdem zeigte eine elf Tage alte Ratte BDV-Protein nur in einzelnen Zellen im Mittel- und Stammhirn und außer einer geringgradigen Mikrogliose keine pathologischen Veränderungen. Diese frühen Veränderungen nach Aerosolexposition werden als der Beginn einer erfolgreichen intranasalen Infektion angesehen und die beobachteten histomorphologischen Veränderungen können als frühe Ereignisse der Pathogenese nach nicht-invasiver BDV-Infektion generalisiert werden. Im Gegensatz zu der Mehrzahl der untersuchten Ratten zeigten einige neugeboren infizierte Tiere andere histomorphologische Veränderungen. Zwei 110 Tage alte aerosol-infizierte Ratten wiesen eine wahrscheinlich BDV-spezifische Immunantwort auf. Beide Tiere zeigten Infiltrate mit CD8+-T-Zellen, eine deutliche Mikrogliose und aktivierte Astrozyten. Wahrscheinlich war bei diesen Tieren die Infektion am ersten Lebenstag nicht erfolgreich und die Aufnahme von BDV, vermutlich von infizierten und virusausscheidenden Geschwistertieren, führte in höherem immunkompetentem Alter zur Infektion. Dies trifft auch für die Muttertiere zu, von denen beide eine deutliche Entzündungsreaktion, aber nur eines Virus-Protein in den Zellen aufwiesen. Die vorliegende Arbeit zeigt, daß eine nicht-invasive BDV-Infektion kurz nach der Geburt zu einem anderen Krankheitsverlauf als bei Tieren, die in einer anderen Lebensphase infiziert werden, führt: während spezifische Immunreaktionen nicht vorkommen, stehen unspezifische Entzündungs- und Hirngewebsreaktionen im Vordergrund, die lebenslang bestehen bleiben. Diese führen zu Funktionsstörungen und Strukturveränderungen verschiedener Gehirnzellen. Es bleibt zu klären, ob und inwieweit diese Hirnveränderungen mit den beschriebenen Verhaltensanomalien der Tiere in Zusammenhang stehen.

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Sollmann, Daniela: Charakterisierung der BDV-Infektion bei neugeboren-aerogen-infizierten Ratten mittels immunhistochemischer Methoden. Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Virologie 2007.

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