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Bakterielle Infekte führen bei Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer-Demenz oft zu einer Verschlechterung der bestehenden Symptomatik. Nicht nur die akuten Auswirkungen im Sinne eines Delirs, sondern auch die Spätfolgen solcher Infekte konnten in klinischen Studien gezeigt werden. Mit der vorliegenden Arbeit konnte diese klinische Beobachtung auch in einem tierexperimentellen Versuch nachgewiesen werden. Erstmalig gelang es mit einer echten Infektion, eine langfristige Verschlechterung einer neurodegenerativen Erkrankung hervorzurufen. Hierzu wurden sowohl transgene Mäuse des Stammes Tg2576, die das humane APP als Vorläuferprotein des Amyloid-β überexprimieren, als auch nicht-transgene Mäuse im Alter von 10 bis 15 Monaten intrazerebral mit Escherichia coli K1 infiziert. Nicht-infizierten Kontroll-Mäusen wurde 0,9%ige NaCl-Lösung intrazerebral verabreicht. Nach 41 Stunden wurden alle Versuchstiere mit dem bakterizid-wirkenden Antibiotikum Ceftriaxon über fünf Tage behandelt. Mit Hilfe des neuropsychologischen Testverfahrens Morris Water Maze wurde die kognitive Leistungsfähigkeit der Mäuse untersucht. Es zeigten sich keine Unterschiede bezüglich der Gedächtnisleistung zwischen infizierten und nicht-infizierten transgenen Mäusen innerhalb der ersten 4 Wochen nach Infektion. Allerdings fiel eine signifikante Verschlechterung der kognitiven Leistungen der infizierten transgenen Mäuse auf, die sich auf die Funktion des Neu-Erlernens bezogen. Den infizierten transgenen Mäusen gelang es vier Wochen nach einer intrazerebralen Infektion nicht, die neue Lokalisation einer Plattform im Morris Water Maze zu erlernen. Im Gegensatz dazu erlernten Mäuse, die nicht infiziert wurden, die neue Lokalisation der Plattform genauso schnell wie vor der Infektion. Bezüglich der motorischen Leistungen, welche mit Hilfe des Rotarod-Tests sowie des Seiltests überprüft wurden, zeigten sich keine Differenzen zwischen infizierten und nicht-infizierten Mäusen. Diese Beobachtungen lassen vermuten, dass sich Infektionen nicht nur akut negativ auf neurodegenerative Erkrankungen auswirken, sondern auch langfristig zu einer Progression der Krankheitssymptome führen. Dies konnte insbesondere für die weiblichen Mäuse gezeigt werden. Weibliche Tiere waren kognitiv signifikant stärker von einer bakteriellen Infektion beeinträchtigt als die männlichen Mäuse. Die Gehirne der Mäuse wurden mittels ELISA auf die Konzentrationen der β-Amyloide (Aβ-)1-40 und 1-42 sowie mittels Thioflavin-S-Färbung auf die Größe der β-Amyloid-Plaques hin untersucht. In beiden Untersuchungen konnten keine Differenzen zwischen infizierten und nicht-infizierten Mäusen gefunden werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten darauf hin, dass eine adäquate, rasche und aggressive antibiotische Behandlung einer bakteriellen Infektion besonders bei Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen von Vorteil sein könnte. Zudem könnten durch die Wahl eines Antibiotikums, welches nicht in die Zellwandsynthese eingreift und zu einer geringeren Freisetzung von Bakterienbestandteilen führt, die negativen Auswirkungen einer bakteriellen Infektion auf den Verlauf neurodegenerativer Erkrankungen reduziert werden.

BACE1, die beta-Sekretase, spielt eine zentrale Rolle bei der Entstehung von Amyloid, einem charakteristischen histopathologischen Merkmal der Alzheimer-Demenz. Die physiologische Funktion von BACE1 ist unklar. Neuere Studien zeigten eine Rolle bei der Myelinisierung. Die vorliegende Arbeit untersucht die Rolle von BACE1 bei der Myelinisierung im Zentralen Nervensystem. Zusammenfassend zeigt die Studie keinen Einfluss einer BACE1-Inhibiton auf die primäre Ausprägung der Myelinscheiden im Corpus callosum. Sie widerspricht damit der Hypothese, dass BACE1 via Neuregulin-1-Prozessierung notwendig für die Myelinisierung im ZNS ist. Ob es sich dabei um lokale Differenzen einzelner anatomischer Regionen handelt muss in weiteren Studien untersucht werden. Zudem zeigt diese Arbeit einen kleinen, aber signifikanten Einfluss von BACE1 bei der Remyelinisierung im Corpus callosum nach Cuprizonebehandlung auf.

Progression and pattern of changes in different biomarkers of Alzheimer’s disease (AD) and frontotemporal lobar degeneration (FTLD) like [18F]fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET) and magnetic resonance imaging (MRI) have been carefully investigated over the past decades. However, there have been substantially less studies investigating the potential of combining these imaging modalities to make use of multimodal information to further improve understanding, detection and differentiation of various dementia syndromes. Further the role of preprocessing has been rarely addressed in previous research although different preprocessing algorithms have been shown to substantially affect diagnostic accuracy of dementia. In the present work common preprocessing procedures used to scale FDG-PET data were compared to each other. Further, FDG-PET and MRI information were jointly analyzed using univariate and multivariate techniques. The results suggest a highly differential effect of different scaling procedures of FDG-PET data onto detection and differentiation of various dementia syndromes. Additionally, it has been shown that combining multimodal information does further improve automatic detection and differentiation of AD and FTLD.

Die Liquordiagnostik im Rahmen von Demenzerkrankungen ist trotz neuer diagnostischer Möglichkeiten im Bereich der PET(Positronen-Emissions-Tomographie)-Bildgebung weiterhin von hoher klinischer Relevanz. Insbesondere für die Alzheimer-Erkrankung existieren validierte Biomarker, die die Diagnose untermauern und bei der diagnostischen Abgrenzung anderer Demenzätiologien hilfreich sein können.Während unauffällige Liquorbefunde mit negativen Demenz- und Destruktionsmarkern die überwiegende Mehrzahl neurodegenerativer Demenzursachen mit hoher diagnostischer Sicherheit ausschließen, stellen in der klinischen Praxis vor allem überlappende Biomarkerprofile bei primär neurodegenerativen Demenzursachen ein substanzielles Problem bei der Befundinterpretation dar. Deshalb bedarf die Liquorbefundinterpretation stets einer kontextualisierten Betrachtung unter Würdigung der klinischen Symptomatik und Verlaufscharakteristika des entsprechenden demenziellen Syndroms. Außerdem stellen auchMischbefunde eine häufige diagnostische Herausforderung dar, ür deren Interpretation es profunder Kenntnisse im Bereich von Präanalytik, möglicher Liquorbefundkonstellationen und natürlich der verschiedenen in Betracht kommenden Demenzätiologien bedarf. Auch Liquorbiomarker für Synukleinopathien, Tauopathien sowie TDP43(Transactive response DNA binding protein 43 kDa)-Proteinopathien sind Gegenstand aktueller Untersuchungen, wenngleich diese noch nicht den Weg in die klinische Routinediagnostik gefunden haben.

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