Einfluss der bilateralen intrastriatalen Botulinumneurotoxin-A-Applikation auf motorische, emotionale und kognitive Leistungen von Ratten

Fragestellung: Beim M. Parkinson ist eine cholinerge Hyperaktivität im Striatum für einen wesentlichen Teil der motorischen Symptomatik verantwortlich. Studien zeigen, dass die im Hemiparkinson-Modell durch Apomorphin induzierbaren pathologischen Rotationen nach intrastriataler Injektion von 1ng Botulinumneurotoxin-A (BoNT-A) für mind. 6 Monate unterdrückt werden. Da eine cholinerge Hypoaktivität aber auch mit Kognitionsstörungen bis zur Demenz einhergeht, ist Ziel der vorliegenden Studie, mögliche Effekte der intrastriatalen BoNT-A-Applikation in Ratten bezüglich verschiedener Verhaltensparameter zu prüfen.

Methoden: Männliche Wistar-Ratten (300g KG) erhielten beidseitig intrastriatal je 1ng BoNT-A (n=17, BoNT). Zwei Kontrollgruppen dienten zum Vergleich: Tiere, die Vehikelinjektionen erhielten (n=20, Schein-BoNT), und unbehandelte Tiere (n=18, naive Kontrollen). Fünf bis 10 Wochen nach BoNT- bzw. Vehikel-Applikation erfolgte die Testung der Tiere mittels Open Field (OF), Elevated Plus Maze (EPM), Accelerod Test (AT), Water Maze (WM) und Radial Maze (RM). Die Daten wurden mit SigmaPlot11 analysiert (ANOVA und Post-hoc-Analysen, Signifikanzniveau P<0,05).

Ergebnisse: BoNT-Tiere zeigen im OF signifikant reduzierte Aktivitäten gegenüber Schein-BoNT- und unbehandelten Kontrolltieren. Zudem bewirkt intrastriatal appliziertes BoNT-A Beeinträchtigungen der Balance und Koordination im AT. Emotionalität wurde im OF und EPM getestet. In beiden Tests zeigen BoNT-Tiere gegenüber den Schein-BoNT- und naiven Ratten ein signifikant verringertes Angstverhalten. Die kognitiven Fähigkeiten wurden mittels WM und RM geprüft. Im WM wurden keine signifikanten Differenzen des räumlichen Arbeitsgedächtnisses zwischen BoNT-, schein- und unbehandelten Tieren beobachtet. Im RM wurden zwischen BoNT- und scheinbehandelten Ratten weder Unterschiede im Langzeitgedächtnis noch im Arbeitsgedächtnis festgestellt. Die naiven Tiere waren aber signifikant besser als BoNT- und Schein-BoNT-Tiere, was einen Effekt des chirurgischen Eingriffs impliziert.

Schlussfolgerungen: Die bilaterale intrastriale Applikation einer Gesamtdosis von 2ng BoNT-A hat keinen signifikanten Einfluss auf die kognitive Leistungsfähigkeit von gesunden Ratten. Sie reduziert jedoch das Angstverhalten und beeinträchtigt die Gleichgewichts- und Koordinationsleistung. Intrastriatales BoNT-A könnte eine positive Wirkung auf bei 40% der Parkinson-Patienten beobachtete Depressionen und Angststörungen haben.