Advanced

Regulating synaptic protein expression by in vivo antibody treatment to reduce epileptogenesis phase in rats

Matinjanin, Vedran LU (2017) KBK820 20171
Pure and Applied Biochemistry
Abstract
Epilepsy is a neurological disorder characterized by its debilitating epileptic seizures. There are generalized seizures, which affect the whole brain at once, and focal seizures, which start from one part of the brain. The most common focal epilepsy, is temporal lobe epilepsy representing almost 70% of all focal epilepsies. Around 30% of all patients are therapy refractory, therefore there is a huge demand to find new drugs and ways to help all patients with epilepsy. It has been previously found that synaptic proteins play a crucial role in epilepsy, and in previous studies the protein N-cadherin has been found to be decreased 4 weeks after induced epilepsy in rats that did develop spontaneous seizures. In this study we set out to... (More)
Epilepsy is a neurological disorder characterized by its debilitating epileptic seizures. There are generalized seizures, which affect the whole brain at once, and focal seizures, which start from one part of the brain. The most common focal epilepsy, is temporal lobe epilepsy representing almost 70% of all focal epilepsies. Around 30% of all patients are therapy refractory, therefore there is a huge demand to find new drugs and ways to help all patients with epilepsy. It has been previously found that synaptic proteins play a crucial role in epilepsy, and in previous studies the protein N-cadherin has been found to be decreased 4 weeks after induced epilepsy in rats that did develop spontaneous seizures. In this study we set out to modulate n-cadherin protein expression with antibodies in order to evaluate if this could potentially be a novel method to reduce seizure frequency and seizure-induced cognitive deficits. For a more clinically realistic scenario some animals were given a combinatorial treatment of the antibody and an anti-epileptic drug named Keppra to see if any synergistic effect can be achieved. In the first pilot study we infused N-cadherin antibody for 1 and 2 weeks to study the antibody distribution and suitable antibody concentration that
would not induce overt morphological changes. In addition, we evaluated the behaviour of the rats. The preliminary results show that rats induced with 1000µg/ml antibody over the course of two weeks show no signs of bad health, although they had a tendency to be more anxious than the untreated rats. Future studies will reveal if N-cadherin antibody treatment has any effects on seizure frequency. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Hur påverkar klisterprotein epileptiska anfall?
Hjärnan är ett fascinerande komplext organ som styr kroppen. För att hjärnan ska kunna
skicka signaler använder hjärnan sig utav små budbärare. Dessa budbärare springer från en kontaktpunkt till en annan mellan nervceller och därmed vidarebefordrar meddelandet.
Området där de springer mellan nervcellerna kallas för synaptiska klyftor, där vissa proteiner har som uppgift att klistra fast sig mot varandra från ena cellen till den andra för att inte klyftan ska bli för stor så att budbärarna går vilse. Ett av dessa klisterproteiner är N-cadherin.
Vid sjukdomen epilepsi får man anfall som härstammar från att hjärnan börjar skicka signaler synkroniserat i hela eller en del av hjärnan. Dessa... (More)
Hur påverkar klisterprotein epileptiska anfall?
Hjärnan är ett fascinerande komplext organ som styr kroppen. För att hjärnan ska kunna
skicka signaler använder hjärnan sig utav små budbärare. Dessa budbärare springer från en kontaktpunkt till en annan mellan nervceller och därmed vidarebefordrar meddelandet.
Området där de springer mellan nervcellerna kallas för synaptiska klyftor, där vissa proteiner har som uppgift att klistra fast sig mot varandra från ena cellen till den andra för att inte klyftan ska bli för stor så att budbärarna går vilse. Ett av dessa klisterproteiner är N-cadherin.
Vid sjukdomen epilepsi får man anfall som härstammar från att hjärnan börjar skicka signaler synkroniserat i hela eller en del av hjärnan. Dessa anfall kan uttrycka sig som allt från obehärskade muskelspasmer till små tidsperioder av mental frånvaro. Idag finns det medicin mot dessa anfall, där de flesta medicin påverkar budbärarna genom att till exempel göra så att budbärarna inte kan lika lätt skicka sitt budskap vidare och därmed göra det svårare för hjärnan att synkronisera signalerna. Denna medicin fungerar däremot inte på alla och en stor del av alla med epilepsi får ingen hjälp alls.
Tidigare studier har visat att råttor som fått epilepsi men inte utvecklat återkommande
spontana anfall har efter fyra veckors tid mindre av klisterproteiner N-cadherin i hjärnan. Detta tror man har hänt som en försvarsmekanism av hjärnan för att minska anfallen. Man tror att om det finns mindre av klisterproteinet som binder nervcellerna till varandra får man också en större synaptisk klyfta där budbärarna springer. Om detta område blir större blir även budbärarna mindre effektiva på att skicka sina meddelanden vidare och därmed motverkas synkroniseringen.
För att studera detta fenomen har man använt så kallade antikroppar i råttor, en av kroppens egna försvarsmolekyler som fäster sig på specifika platser på proteiner och i denna studie har man använt en antikropp som fäster sig på N-cadherin. Antikroppar främjar kroppens egna försvar och kallar på så kallade makrofager som är kroppens egna underhållsarbetare som arbetar genom att äta upp allt som inte ska finnas där. Genom dessa antikroppar hoppas man på att kunna få bort en del av klisterproteinerna för att återskapa fenomenet man sett hos råttorna.
Om detta ska kunna användas som framtida medicin måste man se en effekt hos råttorna och denna effekt ska innehålla så få biverkningar som möjligt, därför används en del beteende tester på råttorna. Hittills har försöken visat att råttorna som fått behandlingen mår generellt sätt bra men visar en liten trend på att vara ängsliga. Mer försök kommer att göras bland annat för att se hur behandlingen påverkar anfallen, även i kombination med ett redan tillgängligt läkemedel mot anfall. Förhoppningsvis kommer denna studie visa positiva resultat för att man därmed ska kunna forska vidare och skapa en helt ny sorts behandling mot epilepsi. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Matinjanin, Vedran LU
supervisor
organization
course
KBK820 20171
year
type
H1 - Master's Degree (One Year)
subject
keywords
Epilepsy epileptogenesis antibody treatment synaptic proteins rat, applied biochemistry, tillämpad biokemi
language
English
id
8924213
date added to LUP
2017-09-18 14:05:43
date last changed
2017-09-18 14:05:43
@misc{8924213,
  abstract     = {Epilepsy is a neurological disorder characterized by its debilitating epileptic seizures. There are generalized seizures, which affect the whole brain at once, and focal seizures, which start from one part of the brain. The most common focal epilepsy, is temporal lobe epilepsy representing almost 70% of all focal epilepsies. Around 30% of all patients are therapy refractory, therefore there is a huge demand to find new drugs and ways to help all patients with epilepsy. It has been previously found that synaptic proteins play a crucial role in epilepsy, and in previous studies the protein N-cadherin has been found to be decreased 4 weeks after induced epilepsy in rats that did develop spontaneous seizures. In this study we set out to modulate n-cadherin protein expression with antibodies in order to evaluate if this could potentially be a novel method to reduce seizure frequency and seizure-induced cognitive deficits. For a more clinically realistic scenario some animals were given a combinatorial treatment of the antibody and an anti-epileptic drug named Keppra to see if any synergistic effect can be achieved. In the first pilot study we infused N-cadherin antibody for 1 and 2 weeks to study the antibody distribution and suitable antibody concentration that
would not induce overt morphological changes. In addition, we evaluated the behaviour of the rats. The preliminary results show that rats induced with 1000µg/ml antibody over the course of two weeks show no signs of bad health, although they had a tendency to be more anxious than the untreated rats. Future studies will reveal if N-cadherin antibody treatment has any effects on seizure frequency.},
  author       = {Matinjanin, Vedran},
  keyword      = {Epilepsy epileptogenesis antibody treatment synaptic proteins rat,applied biochemistry,tillämpad biokemi},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Regulating synaptic protein expression by in vivo antibody treatment to reduce epileptogenesis phase in rats},
  year         = {2017},
}