In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob der nichtkompetitive NMDA-Rezeptorantagonist Memantine die Wahrnehmung noxischer und nichtnoxischer Temperaturreize beim Menschen signifikant beeinflusst. Dazu wurden bei 40 Probanden, doppelblind und placebokontrolliert die Wahrnehmungsschwellen für Warm-, Kalt- und Hitzeschmerzreize bestimmt. Anschließend wurde ein noxischer Hitzereiz appliziert; die Schmerzintensität wurde aufgezeichnet. Danach wurden Veränderungen der Wahrnehmungsschwellen innerhalb und außerhalb des Reizareals registriert. Die Ausdehnung von Allodynie, sekundärer Hyperalgesie und Flarereaktion wurde vermessen. Bei der Memantinegruppe zeigte sich vor der Applikation noxischer Hitze eine signifikante Reduktion der Sensibilität für Kaltreize. Durch die Verabreichung des Hitzeschmerzreizes von 47°C wurden die Probanden beider Gruppen weniger sensibel gegenüber Warm- und Kaltreizen innerhalb der Hitzereizapplikationsstelle. Die Ausdehnung der Flarefläche und die Perfusion innerhalb des gereizten Areals waren bei Probanden durch die Memantinevorbehandlung deutlich reduziert. Aus diesen Ergebnissen lassen sich folgende Vermutungen ableiten: 1. Durch alleinige Blockade des NMDA-Rezeptors besteht bei chronischen Schmerzzuständen wenig Aussicht auf Schmerzlinderung. 2. Die Aktivierung des NMDA-Rezeptors ist für die Wahrnehmung von Kaltreizen von Bedeutung. 3. Ein Axonreflex löst die Flarereaktion nach Verabreichung eines noxischen Hitzereizes aus. Intensität und Ausdehnung der Flarereaktion werden durch NMDA-Rezeptoren moduliert. / The present study examined the influence of the non-competitive NMDA receptor antagonist Memantine on the perception of painful and non-painful thermal stimuli. Double-blind and placebo-controlled perception thresholds for warm, cold and heat stimuli were taped in 40 healthy human volunteers. Afterwards painful heat was applied; pain intensity was taped. Changes of perception thresholds within and beyond the irritated area were registered. The expansion of Allodynia, secondary Hyperalgesia and Flare response was measured. Memantine produced a significant reduction of cold sensitivity before application of painful heat. After delivery of painful heat both groups became less sensitive to warm and cold stimuli within the irritated area. The expansion of the Flare response and perfusion within the irritated area were clearly reduced by Memantine. The following conclusions can be derived from these results: 1. By sole blockade of the NMDA receptor there is only little chance of pain relief in chronic pain states. 2. Activation of the NMDA receptor influences the perception of cold. 3. An axon-reflex releases the Flare response after delivery of painful heat. Intensity and expansion of the Flare response are modulated by NMDA receptors.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss der NMDA-Rezeptorantagonisten, Memantin, MK-801, CGS und Ifenprodil auf die hypoxieinduzierte Zellschädigung an kortikalen Zellen der Ratte. Außerdem wurde der Einfluss von subtoxischen Konzentrationen von NMDA sowie von Roscovitin, einem Hemmer Cyclin-abhängiger Kinasen, auf die hypoxiebedingte Zellschädigung untersucht. Ziel dieser Arbeit war es, die neuroprotektive Wirkung dieser Substanzen zu erfassen. Zur Untersuchung der hypoxischen Schädigung wurden zwei 48-Well-Zellkulturplatten mit 15 Tage alten kortikalen Zellen der Ratte verwendet. Eine Kulturplatte wurde für vier Stunden mit HEPES(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N’-2-Ethansulfonsäure)-Puffer (ohne Glucose) unter hypoxischen Bedingungen inkubiert. Die zweite Platte, mit glukorisiertem HEPES-Puffer, wurde für vier Stunden unter normoxischen Bedingungen inkubiert. Der HEPES-Puffer wurde nach vier Stunden entfernt, die Kulturplatten mit Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) gewaschen und mit diesem Medium für 24 Stunden unter normoxischen Bedingungen inkubiert. Anschließend wurde das Medium ent¬fernt, durch NMDA, Memantin, Roscovitin, CGS und Ifenprodil ersetzt und die Ansätze für weitere 24 Stunden unter normoxischen Bedingungen inkubiert. Zur Beurteilung der Zellschädigung wurden der Aktivitätsanstieg der Laktat-Dehydrogenase (LDH), die Freisetzung freier Sauerstoffradikale und die Steigerung der Caspase-Aktivität bestimmt. Während die Bestimmung der LDH-Aktivität und die Freisetzung der freien Sauer¬stoff¬radikale nekrotische Veränderungen der Zellen charakterisiert, zeigt eine Zunahme der Caspase-Aktivität apoptotische Vorgänge an. LDH ist ein stabiles zytoplasmatisches Enzym, das in fast allen Körperzellen vorkommt. Beim Absterben der Zelle wird das Enzym durch die Schädigung der Plasmamembran aus der Zelle freigesetzt, so dass es zu einem Anstieg der LDH-Aktivität proportional zur Anzahl der toten Zellen kommt. Diese Aktivität wurde spektrophotometrisch mit einem Mikrotiterplatten-Lesegerät bestimmt. Die Ergebnisse des LDH-Tests zeigen, dass nach der 24-stündigen Behandlung der Zellen mit MK-801 die LDH-Aktivität um 11%, bei Roscovitin um 13%, bei Memantin (5 µM) um 56%, bei Memantin (0,5 µM) um 52% und mit NMDA (5 µM) um 44% signifikant vermindert wurde. Bei einer hypoxiebedingten Schädigung kortikaler Zellen kommt es auch zur Bildung freier Sauer¬stoff¬radikale. 2’,7’-Dichlorfluorescein Diacetat (2’,7’-H2DCF-DA) wird von den Zellen auf¬ge¬nommen und intrazellulär mit Sauerstoff- und Stickstoffspezies zum Fluoreszenz¬farb-stoff 2’,7’-Dichlorodihydrofluorescein (DCF) deacetyliert. DCF verbleibt dabei in den Zellen, so dass die Messung der Fluoreszenz der Zellen als Maß für intrazelluläre Oxidationsprozesse verwendet werden kann. Die DCF-Fluoreszenz-Änderung wurde mittels eines Fluorimeters gemessen und die daraus resultierenden Daten mit einer im Fluorimeter integrierten Software bearbeitet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Freisetzung der freien Sauerstoffradikale, der hypoxiegeschädigten Zellen, signifikant durch Ifenprodil (10 µM) um 119%, Memantin (50 µM) um 88% und NMDA (5 µM) um 134% reduziert wurde. Die hypoxieinduzierte Zellmembranschädigung führt desweiteren zu einem Anstieg der Caspase-Aktivität. Mit Hilfe des Apo-One Homogeneous Caspase-3/7-Assays (Promega) wurde die Aktivität der Caspasen 3 und 7 fluorimetrisch bestimmt. Um die unterschiedliche Zelldichte in den Kulturschalen zu berücksichtigen, wurde eine Proteinbestimmung nach der Bicinchoninsäure-Methode (Smith et al. 1985) durchgeführt. Einen protektiven Effekt auf die Zellschädigung zeigen Memantin und NMDA in Bezug auf die Beeinflussung dieser Caspase-Aktivität. Der hypoxiebedingte Anstieg der Caspase-3-Aktivität konnte nach 24-stündiger Inkubation mit Memantin (5 µM) um 24%, mit Memantin (0,5 µM) um 28% und mit NMDA (5 µM) um 24% vermindert werden. CGS hat in diesen Versuchen keinen protektiven Einfluss auf die hypoxie¬induzierte Zellschädigung. Diese Arbeit zeigt, dass die Applikation niedriger NMDA-Konzentrationen neuroprotektive Effekte auf die Entwicklung der hypoxischen Schädigung von kortikalen Zellen der Ratte hat. Darüber hinaus wird vermutet, dass NMDA sogar einen trophischen Effekt auf das Über-leben der kortikalen Neurone ausübt. Dieser schützende Mechanismus von NMDA scheint denselben, wenn nicht sogar einen größeren protektiven Effekt wie Memantin zu induzieren. Um die Therapiemöglichkeiten der zerebralen Hypoxie durch neuroprotektive Medikamente zu optimieren, wären jedoch weitergehende Untersuchungen besonders als In-vivo-Modelle wünschenswert.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss der NMDA-Rezeptorantagonisten, Memantin, MK-801, CGS und Ifenprodil auf die hypoxieinduzierte Zellschädigung an kortikalen Zellen der Ratte. Außerdem wurde der Einfluss von subtoxischen Konzentrationen von NMDA sowie von Roscovitin, einem Hemmer Cyclin-abhängiger Kinasen, auf die hypoxiebedingte Zellschädigung untersucht. Ziel dieser Arbeit war es, die neuroprotektive Wirkung dieser Substanzen zu erfassen. Zur Untersuchung der hypoxischen Schädigung wurden zwei 48-Well-Zellkulturplatten mit 15 Tage alten kortikalen Zellen der Ratte verwendet. Eine Kulturplatte wurde für vier Stunden mit HEPES(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N’-2-Ethansulfonsäure)-Puffer (ohne Glucose) unter hypoxischen Bedingungen inkubiert. Die zweite Platte, mit glukorisiertem HEPES-Puffer, wurde für vier Stunden unter normoxischen Bedingungen inkubiert. Der HEPES-Puffer wurde nach vier Stunden entfernt, die Kulturplatten mit Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM) gewaschen und mit diesem Medium für 24 Stunden unter normoxischen Bedingungen inkubiert. Anschließend wurde das Medium ent¬fernt, durch NMDA, Memantin, Roscovitin, CGS und Ifenprodil ersetzt und die Ansätze für weitere 24 Stunden unter normoxischen Bedingungen inkubiert. Zur Beurteilung der Zellschädigung wurden der Aktivitätsanstieg der Laktat-Dehydrogenase (LDH), die Freisetzung freier Sauerstoffradikale und die Steigerung der Caspase-Aktivität bestimmt. Während die Bestimmung der LDH-Aktivität und die Freisetzung der freien Sauer¬stoff¬radikale nekrotische Veränderungen der Zellen charakterisiert, zeigt eine Zunahme der Caspase-Aktivität apoptotische Vorgänge an. LDH ist ein stabiles zytoplasmatisches Enzym, das in fast allen Körperzellen vorkommt. Beim Absterben der Zelle wird das Enzym durch die Schädigung der Plasmamembran aus der Zelle freigesetzt, so dass es zu einem Anstieg der LDH-Aktivität proportional zur Anzahl der toten Zellen kommt. Diese Aktivität wurde spektrophotometrisch mit einem Mikrotiterplatten-Lesegerät bestimmt. Die Ergebnisse des LDH-Tests zeigen, dass nach der 24-stündigen Behandlung der Zellen mit MK-801 die LDH-Aktivität um 11%, bei Roscovitin um 13%, bei Memantin (5 µM) um 56%, bei Memantin (0,5 µM) um 52% und mit NMDA (5 µM) um 44% signifikant vermindert wurde. Bei einer hypoxiebedingten Schädigung kortikaler Zellen kommt es auch zur Bildung freier Sauer¬stoff¬radikale. 2’,7’-Dichlorfluorescein Diacetat (2’,7’-H2DCF-DA) wird von den Zellen auf¬ge¬nommen und intrazellulär mit Sauerstoff- und Stickstoffspezies zum Fluoreszenz¬farb-stoff 2’,7’-Dichlorodihydrofluorescein (DCF) deacetyliert. DCF verbleibt dabei in den Zellen, so dass die Messung der Fluoreszenz der Zellen als Maß für intrazelluläre Oxidationsprozesse verwendet werden kann. Die DCF-Fluoreszenz-Änderung wurde mittels eines Fluorimeters gemessen und die daraus resultierenden Daten mit einer im Fluorimeter integrierten Software bearbeitet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Freisetzung der freien Sauerstoffradikale, der hypoxiegeschädigten Zellen, signifikant durch Ifenprodil (10 µM) um 119%, Memantin (50 µM) um 88% und NMDA (5 µM) um 134% reduziert wurde. Die hypoxieinduzierte Zellmembranschädigung führt desweiteren zu einem Anstieg der Caspase-Aktivität. Mit Hilfe des Apo-One Homogeneous Caspase-3/7-Assays (Promega) wurde die Aktivität der Caspasen 3 und 7 fluorimetrisch bestimmt. Um die unterschiedliche Zelldichte in den Kulturschalen zu berücksichtigen, wurde eine Proteinbestimmung nach der Bicinchoninsäure-Methode (Smith et al. 1985) durchgeführt. Einen protektiven Effekt auf die Zellschädigung zeigen Memantin und NMDA in Bezug auf die Beeinflussung dieser Caspase-Aktivität. Der hypoxiebedingte Anstieg der Caspase-3-Aktivität konnte nach 24-stündiger Inkubation mit Memantin (5 µM) um 24%, mit Memantin (0,5 µM) um 28% und mit NMDA (5 µM) um 24% vermindert werden. CGS hat in diesen Versuchen keinen protektiven Einfluss auf die hypoxie¬induzierte Zellschädigung. Diese Arbeit zeigt, dass die Applikation niedriger NMDA-Konzentrationen neuroprotektive Effekte auf die Entwicklung der hypoxischen Schädigung von kortikalen Zellen der Ratte hat. Darüber hinaus wird vermutet, dass NMDA sogar einen trophischen Effekt auf das Über-leben der kortikalen Neurone ausübt. Dieser schützende Mechanismus von NMDA scheint denselben, wenn nicht sogar einen größeren protektiven Effekt wie Memantin zu induzieren. Um die Therapiemöglichkeiten der zerebralen Hypoxie durch neuroprotektive Medikamente zu optimieren, wären jedoch weitergehende Untersuchungen besonders als In-vivo-Modelle wünschenswert.

Die Glutamat-vermittelte Exzitotoxizität gilt als einer der wichtigsten neuropathologischen Faktoren der HIV-Demenz: Während Glutamat in physiologischer Konzentration als exzitatorischer Neurotransmitter fungiert, wirkt es in zu hoher Konzentration neurotoxisch. In vorliegender Arbeit wurde mittels Western Blotting die Proteinexpression der exzitatorischen Aminosäuretransporter EAAT1 und EAAT2 gemessen, die vor allem für den Abtransport von Glutamat aus dem synaptischen Spalt sorgen. Hierzu wurden Gehirne von mit dem simianen Immundefizienz Virus (SIV) infizierten chinesischen und indischen Rhesusaffen verwendet. SIV verursacht im SIV-Rhesusaffenmodell ähnliche Schäden wie das humane Immundefizienz Virus (HIV) beim Menschen. Zur Entstehung der SIV-Enzephalitis tragen, wie auch bei der HIV-Demenz, aktivierte Monozyten und Mikroglia bei, die u.a. das Neurotoxin Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-alpha) sezernieren. Dessen Protein- und Genexpression wurde mittels ELISA und Real-Time-PCR ausgewertet. Für die vorliegende Arbeit wurden zwei für die HIV-Demenz besonders relevante Gehirnregionen ausgewählt: das Putamen, das als Teil der Basalganglien für die extrapyramidale Steuerung der Motorik zuständig ist, und der Nucleus Accumbens, der affektives und motivationales Verhalten in Bewegungsabläufe integriert. Als potentielle Pharmaka wurden der MAO-B-Hemmer Selegilin, der NMDAR-Antagonist Memantin sowie die Antioxidantien N-Acetylcystein (NAC) und Melatonin getestet. Es gelang in vorliegender Arbeit erstmals, eine Störung der Proteinexpression der glutamatergen Transporter EAAT1 und EAAT2 im Putamen mit zunehmender Dauer der SIV-Infektion und ihren dramatischen Verlust bei Entwicklung von AIDS nachzuweisen. Im Nucleus Accumbens fand sich eine relativ konstante Proteinexpression des EAAT1 und EAAT2 im Verlauf der SIV-Infektion. Weiterhin konnte ein Anstieg des TNF-alpha mit fortschreitender Infektionsdauer hinsichtlich der Genexpression im Putamen und der Proteinexpression im Nucleus Accumbens nachgewiesen werden. Die fehlende Eignung von Selegilin als neuroprotektive Substanz im Rahmen der SIV-Enzephalitis wurde repliziert. Memantin, NAC und Melatonin hingegen verbesserten in weiten Teilen die Expression von EAAT1 und EAAT2 und wirkten immunstimulierend, was sie zu interessanten Kandidaten für eine neuroprotektive Medikation macht. In beiden Hirnregionen zeigte sich bei den indischen Rhesusaffen eine höhere TNF-alpha-Expression als bei den chinesischen Tieren. Dies entspricht der Beobachtung, dass die SIV-Infektion bei indischen Rhesusaffen meist schneller und schwerer verläuft. / Glutamate-mediated excitotoxicity is considered one of the major neuropathological factors inducing HIV dementia: serving as an excitatory neurotransmitter in physiological concentration, glutamate exerts neurotoxic effects if secreted excessively. In the present study, the protein expression level of the excitatory amino acid transporters EAAT1 and EAAT2, which are responsible for the removal of glutamate from the synaptic cleft, was analyzed via Western Blotting. For this purpose, brains of Chinese and Indian macaques infected with the simian immunodeficiency virus (SIV) were used. SIV causes similar symptoms in the SIV/macaque model as the human immunodeficiency virus (HIV) does in humans. Similar to HIV-dementia, the development of SIV-encephalitis is triggered by activated monocytes and microglia, which secrete – among other things - the neurotoxin tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha). TNF-alpha protein and gene expression was examined using ELISA and real-time-PCR. For the present study, two brain regions were chosen due to their specific relevance for HIV-dementia: first the putamen, which is part of the basal ganglia and exerts influence on extrapyramidal motion sequences, and second the nucleus accumbens, which integrates affective and motivational behavior in motor activity. The MAO-B-inhibitor selegiline, the NMDAR-antagonist memantine and the antioxidants N-acetyl-cysteine (NAC) and melatonin were tested as potential pharmaceuticals. For the first time ever, the present study shows a disruption of protein expression of the glutamatergic transporters EAAT1 and EAAT2 in the putamen during an SIV infection, and a dramatic loss of EAATs associated with the development of AIDS. In the nucleus accumbens, a relatively constant protein expression of EAAT1 and EAAT2 was found during the progression of the SIV infection. Additionally it has been proved that TNF-alpha gene expression in the putamen and TNF-alpha protein expression in the nucleus accumbens increase in the course of an SIV infection. It was replicated that selegiline is unsuitable as a neuroprotective agent regarding SIV encephalitis. Memantine, NAC and melatonin, on the other hand, largely improved the expression of EAAT1 and EAAT2, and stimulated the immune system, so that these substances can be taken into consideration as possible neuroprotective pharmaceuticals. In both brain regions, the Indian macaques showed a higher TNF-alpha expression level than the Chinese macaques. This finding corresponds to the fact that the course of an SIV infection is faster and more severe in Indian macaques.

Introduktion: Alzheimers sjukdom (AD) är den vanligaste demenssjukdomen med ca 90 000 fall i Sverige och där 20–25 000 drabbas årligen. Sjukdomen drabbar främst äldre och prevalensen vid 65 år är 5 %. Alzheimers sjukdom orsakas av hjärnatrofi vilket kan ses som vidgade fåror och ventriklar i hjärnan, främst i pann-, hjäss- och tinninglobernas associationscortex. Tidigare troddes nedbrytningen av nervceller orsakas av degenerativa plack, främst ansamlingar av β-amyloid och av neurofibriller, men numera antas nedbrytningen orsakas av oligomerer som transporteras mellan celler och ger toxicitet. Det främsta symptomet vid AD är minnesstörningar, men symptom som koncentrationssvårigheter och orienteringssvårigheter är också vanliga. Alzheimers sjukdom kan delas upp i mild, måttlig och svår form där patienter vid mildform endast har lättare störningar och vid svår form inte klarar av vanliga sysslor. Det finns idag ingen behandling mot sjukdomsmekanismen men symptomlindring kan ges av kolinesterashämmare eller N-metyl-D-aspartat (NMDA)-receptorantagonister. Memantin är en NMDA-receptorantagonist som selektivt inhiberar överaktiva NMDA-receptorer och därmed förhindrar excitotoxicitet. Syfte: Syftet med studien var att utvärdera effekt och säkerhet för memantin i monoterapi vid behandling av måttlig till svår Alzheimers sjukdom. Metod: Utvärderingen gjordes med en litteratursökning via databasen PubMed med sökorden ”severe Alzheimer’s” och ”memantine”.  En artikel hittades via en review-artikels referenslista. Resultat: Sex artiklar granskades där resultatet visade en signifikant mindre försämring av kognitiva symptom jämfört med placebo på Severe impairment battery-skalan i fyra av fem av artiklarna vid behandlingstid 12–28 veckor. Memantin ger störst effekt vid inledning av behandlingen men effekten planar sedan ut. Memantin gav signifikant mindre försämring på Mini mental state examination i två av fyra studier, den ena vid 12 veckor och den andra vid 52 veckor men ingen signifikant skillnad i två studier som varade 24–28 veckor. Memantin hade ingen fördel över placebo på Neuropsychiatric Inventory i tre av fyra studier men visade en liten effekt vid initiering av behandling på Clinician’s Interview-Based Impression of Change Plus Caregiver Input som sedan höll i sig över tid. På Alzheimer’s Disease Cooperative Study-Activities of Daily Living Scale gav memantin en liten bromsning av progressionen men effekten planar sedan ut över tid. Memantin hade mestadels milda till måttliga biverkningar, och biverkningsprofilen var liknande den för placebo och biverkningarna ansågs inte vara kopplade till behandlingen. Memantin ger en liten effekt på kognitiva symptom men ger få biverkningar och är därmed ett säkert läkemedel. / Alzheimer's disease (AD) is the most common form of dementia with about 90,000 cases in Sweden, and 20-25,000 are affected annually. The disease mainly affects the elderly and the prevalence at age 65 is 5%. AD is caused by brain atrophy, which can be seen as widening of the sulci and ventricles in the brain, mainly in the frontal, parietal and temporal association cortex. Previously, degradation of nerve cells was thought to be caused by degenerative plaques, mainly β-amyloid and neurofibrillary accumulations, but recent studies has shown that degradation could be caused by oligomers transported between cells and causing toxicity. The main symptom of AD is memory disorders, but symptoms such as concentration- and orientation difficulties are also common. AD can be divided into mild, moderate and severe forms, with patients in mild form having only minor disabilities and in the severe form are unable to cope with common tasks. There is currently no treatment for the disease, but symptom relief can be given by cholinesterase inhibitors or N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonists. Memantine is an NMDA receptor antagonist selectively inhibiting overactive NMDA receptors, thereby preventing excitotoxicity. The purpose of the study was to evaluate the efficacy and safety of memantine in monotherapy in the treatment of moderate to severe Alzheimer's disease. The evaluation was done with a literature search via the database PubMed with the keywords "severe Alzheimer's" and "memantine". One article was found via a review article's reference list. Six articles were evaluated and the results showed a significantly lesser deterioration of cognitive symptoms compared to placebo on the Severe impairment battery scale in four out of five articles with treatment times 12 to 28 weeks. Memantine has the greatest effect on initiation of treatment but the effect then levels out. Memantine significantly reduced Mini mental state examination impairment in two out of four studies, one at 12 weeks and the other at 52 weeks but no significant difference in two studies lasting 24-28 weeks. Memantine had no benefit over placebo on Neuropsychiatric Inventory in three out of four studies but showed a small effect on initiation of treatment on Clinician’s Interview-Based Impression of Change Plus Caregiver Input which then persisted over time. On Alzheimer’s Disease Cooperative Study-Activities of Daily Living Scale, memantine initially slowed down the progression but the effect then flattens out over time. Memantine had mostly mild to moderate side effects, and the adverse reaction profile was similar to that of placebo and the side effects were not considered related to treatment. Memantine has a small effect on cognitive symptoms but produces few side effects and is therefore a safe drug.

Der TRPC5-Ionenkanal gehört zur Familie der transienten Rezeptorpotenzial-Kanäle und wird vorwiegend im Zentralnervensystem exprimiert. Um die Funktionsweise des Kanals besser zu verstehen, wurden in dieser Arbeit im Rahmen eines Wirkstoffscreenings die folgenden Verbindungen als neue Ionenkanalmodulatoren identifiziert und charakterisiert: Mit einer EC50 um 9 μM aktiviert das Glucocorticoid Methylprednisolon den TRPC5-Kanal. Seine, für den Konzentrationsbereich gute TRPC5-Selektivität und die Erfahrung aus jahrzehntelanger Anwendung in der Medizin machen es zu einer vielversprechenden Verbindung. Das Benzothiadiazin-Derivat BTD ist mit einer EC50 von 1,3 μM nach Englerin A derzeit die Verbindung mit der zweithöchsten Potenz. BTD kennzeichnet eine hohe Selektivität und eine ausgeprägte Subtypspezifizität, denn der nächstverwandte TRPC4-Kanal reagiert nicht auf BTD-Stimulation. Gleichzeitig aktiviert BTD sämtliche heteromere Kanalkomplexe mit TRPC5-Beteiligung. In elektrophysiologischen Versuchen an Zellen mit endogener TRPC5-Expression löste eine BTD-Stimulation TRPC5-ähnliche Ströme aus. Durch Struktur-Wirkungsbeziehungen in Verbindung mit den Hits des Primär-screenings wurden Verbindungen mit Adamantan Grundstruktur als weitere TRPC5-Modulatoren identifiziert. Diese zeigen ein bimodales Verhalten, da sie TRPC5-Kanäle in nanomolarer Konzentration aktivieren, in mikromolarer Konzentration jedoch inhibieren können. Dem strukturverwandten Anti-Parkinsonmedikament Amantadin und dem Antidementivum Memantin konnten ebenfalls TRPC5-aktivierende Wirkungen nachgewiesen werden. / TRPC5 belongs to the family of transient receptor potential channels and is predominantly expressed in the central nervous system. A compound screening assay was performed to identify and characterise novel TRPC5 channel modulators. Here, we present methylprednisolon as a TRPC5 channel activator with an EC50 of 9 µM. The compound shows a satisfying selectivity for TRPC5 channels. Due to years of experience in medicinal application, methylprednisolone is an interesting substance. The benzothiadiazine derivative BTD is even more potent, showing an EC50 of 1.3 µM. Thus BTD belongs to the most potent TRPC5 channel activators available. Furthermore, BTD is highly selective for TRPC5 channels. In addition, BTD activates all heteromeric channel complexes containing TRPC5 subunits. Several compounds with adamantine substituents were identified as TRPC5 channel modulators. Among them are channel activators, inhibitors and bimodal modulators, covering a potency range from nanomolar to micromolar concentrations. Interestingly, the neuroactive substances amantadine and memantine were identified as novel TRPC5 channel activators with nanomolar potency.

Consumption of alcohol and tobacco is common all around the world and these drugs are frequently consumed concomitantly. It has been estimated that 70-80 % of alcoholics are smokers and non-alcoholic drinkers are more often smokers than teetotallers. Alcohol and tobacco may affect the risk of developing neurological diseases and might influence this risk differently when combined compared to when only one of these compounds is consumed. Some in vitro-research have shown that non-toxic concentrations of ethanol and nicotine, in combination, can exert toxicity, and might do so in a synergistic way. In this work, investigations were made to see if the neuronal nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) and NMDA receptors are involved in this interactive behaviour between ethanol and nicotine. A human neuroblastoma SH-SY5Y cell line was treated with ethanol and nicotine at different concentrations and cell viability was measured through an MTT-assay. A significant reduction in cell viability was induced by chronic treatment with a low-dose combination of ethanol and nicotine. The cell viability reduction was completely inhibited by pretreatment with the non-specific nAChR antagonist mecamylamine. This suggests that nAChRs are involved in low-dose ethanol-nicotine interactions. The NMDA receptor antagonist memantine did not affect the ethanol-nicotine effect, which implies that NMDA receptors are not involved in low-dose ethanol-nicotine interactions in SH-SY5Y cells. However, it is unclear if the SH-SY5Y cell line expresses fully functional NMDA receptors. The expression of NMDA receptors might vary with cell passage number. Further research has to be done to uncover the contribution of specific nAChR subtypes to the ethanol-nicotine interaction. There also remains to be revealed if human neuroblastoma SH-SY5Y cells express fully functional NMDA receptors and how cell passage number affects the expression of these receptors.

Obsessive-compulsive disorder is a chronic psychiatric disease. It seriously limits the quality of life of patients. Treatment of OCD is not yet fully successful and still many patients are left with debilitating symptoms without functioning medication. Animal models of genetic, behavioral, pharmacological, and optogenetic origins are beneficial in the achievement of new understandings of the disease. Chronic sensitization of serotonin 1A and 7-receptors with an agonist 8-OH-DPAT ((8- hydroxy-2-(di-propylamino)-tetralin hydrobromide) induces perseverative and compulsive behaviors, which is considered to constitute an animal model of OCD. In this thesis, the 8-OH- DPAT model has been tested in the active place avoidance task on Carousel maze to provide information about the model on learning. Second, this model is used to determine, whether co- administration of memantine or riluzole alleviates the cognitive and learning deficits of this model. To uncover these effects, an active place avoidance task on a Carousel maze was used. Measured criteria were total distance, entrances to the shock sector, total number of shocks, and median speed after the shock. During habituation, the animals were sensitized to 8-OH-DPAT (with a control group that did not receive 8-OH-DPAT but only saline). In an...