Einfluss einer der Tiefen Hirnstimulation vergleichbaren elektrischen Stimulation auf Zellen des zentralen Nervensystems

Zielsetzung: DieTiefe Hirnstimulation (THS) ist ein neurochirurgisches Therapieverfahren für verschiedene Bewegungsstörungen. Es wird angenommen, dass der Effekt teilweise auf einer Beeinflussung inflammatorischer Prozesse im zentralen Nervensystem beruhen könnte. Um diesen Effekt genauer zu untersuchen, etablierten wir in dieser Studie ein in vitro Modell zur Tiefen Hirnstimulation und analysierten den Einfluss elektrischer Stimulation auf verschiedene Zelle des zentralen Nervensystems. 
Methoden: In Anlehnung an die Therapiebedingungen bei THS-Patient*innen, entwickelten wir ein Modell, um SVGA- (Astrozyten), HMC3- (Mikroglia) und SH-SY5Y-Zellen (differenzierte Neurone) elektrisch zu stimulieren. Weiterführend stimulierten wir die benannten Zelllinien mit dem ISIS Neurostimulator für 24 Stunden mit einer Stromstärke von 0,5 mA und analysierten den Effekt auf die Expression bestimmter Zytokine und Chemokine (CXCL12, CXCL16, CCL2, CCL20, IL-1β, IL-6) mittels quantitative real-time Polymerase Chain Reaction (qrtPCR). 
Ergebnisse: Das in vitro Modell zur Tiefen Hirnstimulation konnte erfolgreich etabliert werden. Die elektrische Stimulation führte zu einer signifikanten Induktion der CXCL12-Expression in den SVGA-Zellen und zu einer deutlich erkennbaren, aber nicht-signifikanten IL-1β-Expression in den SH-SY5Y-Zellen. Dieser Effekt konnte durch eine immunzytochemische Färbung mit CXCL12- und IL-1β-Antikörpern verifiziert werden.  
Fazit: Der Wirkmechanismus der Tiefen Hirnstimulation scheint sehr komplex und ihr Einfluss auf die Expression von Zyto- und Chemokinen sollte weiterführend untersucht werden. Das etablierte Modell und die gewonnenen Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis von Wirkung und Nebenwirkungen der THS bei.

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