Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz

2.2 AMYOTROPHE LATERALSKLEROSE
Obwohl Mutationen im Gen für das Enzym Cu/Zn-Superoxiddismutase (SOD1) nur 2% aller ALS-Fälle auslösen,
sind diese Fälle klinisch von sporadischen Patienten nicht zu unterscheiden. Transgene Mäuse, die mutante
Formen der SOD1 exprimieren, entwickeln eine ALS-ähnliche Krankheit, die viele phänotypische und
pathologische Kennzeichen der menschlichen Erkrankung sowie den spezifischen Nervenzelltod von Motorneuronen
zeigt. Die toxische Wirkung mutanter SOD1 beruht auf einer neu erworbenen, bisher unbekannten
Eigenschaft. Diese tritt dabei nicht nur in motorischen Nervenzellen auf, sondern auch in Gliazellen, die die
Motorneuronen umgeben.
3. METHODIK
Die transgenen Tiere werden nach der Genotypisierung dauerhaft einem niederfrequenten Magnetfeld von
1 mT ausgesetzt. Das Feld wird mit Merrit-Spulen erzeugt. Die Käfige, Käfigdeckel und Flaschen sind aus
Kunststoff gefertigt, so dass sie das Magnetfeld nicht beeinflussen. Die Kontrollgruppe wird in Scheinexpositionsmodulen
gehalten, die den gleichen Aufbau wie die Expositionsmodule zeigen. Die Feldstärke in den
Scheinexpositionsmodulen beträgt infolge einer speziellen Führung der Kabel weniger als 2 µT.
Im Alter von 12 und 18 Monaten wird bei den APP-transgenen Tieren zunächst untersucht, ob ihre Lernfähigkeit
in Abhängigkeit der Exposition verändert ist. Die Tiere werden danach biochemisch und histologisch analysiert.
Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Nachweis der typischen A-Plaques und dem Spiegel
der A-Peptide.
Bei den SOD1-transgenen Tieren werden der Krankheitsverlauf und das Überleben in Abhängigkeit der Exposition
dokumentiert. Danach werden die Gewebe der Tiere mit histologischen und biochemischen Methoden
auf die Aggregatbildung, die Aktivierung der Gliazellen (Hilfszellen) und den oxidativen Status untersucht.
4. DURCHFÜHRUNG
In der bisherigen Laufzeit des Projekts wurden die Expositionsmodule und die Scheinexpositionsmodule erstellt.
Bei den Expositionsmodulen wurde die Streustrahlung durch Abschirmungen minimiert, so dass die Felder
der Scheinexpositionsmodule mindestens 500fach geringer (unter 2 µT) sind. Inzwischen wurden alle benötigten
Tiere in das Experiment eingebracht. Insgesamt werden 231 Mäuse der Linie SOD1(G85R), 178
Mäuse der Linie SOD1(G93A) und 138 Mäuse der Linie APP23 untersucht. Davon wurde jeweils die Hälfte
der Tiere mit Magnetfeldern exponiert und die andere Hälfte scheinexponiert.
5. ERGEBNISSE
Das Ziel des Projektes ist die Untersuchung, ob niederfrequente Magnetfelder den Verlauf von altersabhängigen
neurodegenerativen Erkrankungen, wie der ALS, beeinflussen. Ein wesentlicher Endpunkt der Analyse
ist, ob die Exposition die Lebenszeit der SOD1-transgenen Mauslinien verändert. Bisher wurden alle geplanten
Tiere der SOD1(G85R)- und der SOD1(G93A)-Linien in das Experiment eingebracht und den entsprechenden
Expositionen zugeführt. Ein Großteil der Tiere erreichte im Jahr 2012 den Endpunkt der Krankheit.
Eine genaue statistische Auswertung dieser Daten sowie der Daten zur Gewichtsbestimmung wurde bisher
nicht durchgeführt, da noch nicht alle Tiere den Endpunkt erreicht haben. Die Gewebe eines Teils der Tiere
wurden bisher für eine biochemische und immunhistochemische Analyse aufgearbeitet. Die Untersuchung
nach Kandidatenproteinen, bei denen vermutet wird an ALS beteiligt zu sein, zeigte bisher keine Unterschiede.
Auch lassen erste Untersuchungen darauf schließen, dass die Bildung von Proteinaggregaten, die ein
sehr prominentes pathologisches Kriterium darstellen, nicht verändert war. Dazu wurden Fraktionen hergestellt,
in denen Aggregate angereichert sind, und daraufhin untersucht, wie hoch der Anteil an veränderten
Proteinen ist. Bei der Untersuchung der Entzündungsreaktion, die im Nervensystem durch Hilfszellen (Astrozyten
und Mikrogliazellen) vermittelt wird, konnten in immunhistologischen und biochemischen Untersuchungen
keine offensichtlichen Unterschiede beobachtet werden. Diese ersten Analysen werden durch weitere
Untersuchungen zur Expression von Stress-Proteinen, wichtiger intrazellulärer Signalwege und des oxidativen
Status der Gewebe vervollständigt.
Für die Untersuchung der APP23-Mauslinie wurden zum bisherigen Zeitraum alle geplanten Tiere in das Experiment
eingebracht. Ein Großteil dieser Tiere erreichte das Alter von 18 Monaten, wobei zurzeit noch 27
Tiere im Experiment verweilen. Auch diese Tiere werden wie die SOD1-transgenen Mäuse wöchentlich gewogen,
um gegebenenfalls einen Einfluss auf die Vitalität der Tiere in Abhängigkeit von der Exposition zu do-
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Statusberichte TB 08: Nichtionisierende Strahlung 215