Kernspintomographische Untersuchungen elektrostatisch stabilisierter magnetischer Nanopartikel an enzephalitogenen T-Zellen und im Mausmodell der Multiplen Sklerose
Final Report Abstract
Primäres Ziel des Forschungsvorhabens TP4 der KFO 213 war die in vivo-Erforschung der zellulären Pathomechanismen der MS am Modell der EAE mittels monomer-beschichteten Eisenoxid-Nanopartikeln (MEON). Konkret wurde im Rahmen des TP4 die Nutzung verschiedener MEON zur in vivo-Detektion sehr früher Endothelschädigung untersucht, sowie Methoden zur effektiven Markierung enzephalitogener T-Zellen entwickelt. Die Dynamik der Entstehung einer Blut-Hirn-Schrankenstörung im Laufe der Erkrankung wurde mit Hilfe einer Klasse der elektrostatisch stabilisierten magnetischen Nanopartikel, der VSOP, an einem passiven EAE-Modell untersucht. Unsere Daten zeigen, dass an T2*-gewichteten MRT-Aufnahmen ca. 24% der Läsionen ausschließlich mit VSOP und nicht mit Gd-DTPA visualisiert werden können. Darüber hinaus weisen die histologischen Untersuchungen darauf hin, dass die Nanopartikel lokal von Makrophagen/Mikroglia aufgenommen werden. Bei der Entwicklung der Methoden zur Beladung enzephalitogener T-Zellen mit Eisenoxid- Nanopartikeln wurden zuerst die optimalen Inkubationsparameter (Zeit, Temperatur, Partikelkonzentration) bestimmt. Die zelluläre Eisenaufnahme wurde sowohl durch Atomabsorptionsspektroskopie und NMR-Relaxometrie als auch histologisch und anhand der Phantommessungen am MRT bestimmt. Unsere Daten zeigen, dass Protamin-beschichtete positiv geladene Partikel besser von T-Zellen aufgenommen werden. Die besten Ergebnisse bzgl. der T-Zellbeladung wurden nach einer 10-stündigen Inkubationszeit bei 37°C mit 1mM Protamin-beschichteter Partikel erzielt. Darüber hinaus konnten wir belegen, dass mit diesem Beladungsprotokoll weder T-Zellproliferation noch der Aktivierungszustand der T-Zellen beeinträchtigt wird. Unsere Daten zeigen, dass elektrostatisch stabilisierte magnetische Nanopartikel im Vergleich mit Gd-DTPA besser geeignet sind, Störungen der Blut-Hirn-Schranke zu visualisieren. Darüber hinaus wurde das Beladungsprotokoll für T-Zellen optimiert, wobei gezeigt werden konnte, dass durch die Komplexierung des Nanopartikels VSOP an Protaminsullfat die Beladung von T- Zellen signifikant inkrementiert wird.
