Vergleich von Tiermodellen der unilateralen Vestibulopathie und Untersuchung des Effekts von Levothyroxin auf die zentrale vestibuläre Kompensation mittels dualer longitudinaler PET Bildgebung

Fuxjäger, Isabelle Sophie (2025): Vergleich von Tiermodellen der unilateralen Vestibulopathie und Untersuchung des Effekts von Levothyroxin auf die zentrale vestibuläre Kompensation mittels dualer longitudinaler PET Bildgebung. Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät

Abstract

The aim of this thesis was 1) to describe the differences and similarities in the vestibular compensation and the underlying mechanisms of brain plasticity in two vestibular lesion models in the rat and 2) to evaluate the effect of L-thyroxine treatment compared to NaCl during the acute phase after a vestibular lesion on the subsequent vestibular compensation. In the first part of the study, 24 animals underwent a unilateral chemical labyrinthectomy (cUL) or a unilateral vestibular neurectomy (UVN). Changes in regional glucose metabolism (rCGM) were measured by serial [18F]FDG-PET, changes in cerebral synaptic density by [18F]UCB-H-PET. In addition, weekly behavioural assessments in the open field and clinical scoring of vestibular asymmetry were performed. Comparing the two models, the animals showed similar compensation in clinical scoring and open field behavioural data. Regional cerebral glucose metabolism was comparable in both groups, but synaptic changes were more pronounced in the UVN group, particularly in the supratentorial regions and vestibular nuclei. In the second part of the study, 16 animals received either L-thyroxine or NaCl injections for 3 days postoperatively. Over a period of four weeks, they also underwent [18F]FDG PET scans examination and behavioural analysis. After L-thyroxine therapy, there were no significant differences in behavioural data; there was a trend towards faster compensation of vestibular loss in the therapy group. In the [18F]FDG PET scans, L-thyroxine therapy resulted in improved rCGM at day 1 in the vestibular nuclei and the right auditive cortex compared to the control group. Both models are suitable as models for studying the effect of acute unilateral vestibulopathies, with neurectomy causing more pronounced synaptic changes. A conclusion on the effect of L-thyroxine on vestibular compensation should be drawn only after expanding the number of animals and testing additional doses.

Abstract

Ziel dieser Doktorarbeit war es, 1) die Unterschiede und Gemeinsamkeiten der vestibulären Kompensation sowie die damit verbundenen Plastizitätsmechanismen im Gehirn bei zwei unilateralen vestibulären Läsionsmodellen in der Ratte darzustellen und 2) die Wirkung einer Therapie mit L-Thyroxin im Vergleich zu NaCl in der akuten Phase nach vestibulärer Läsion auf die nachfolgende vestibuläre Kompensation zu evaluieren. Für den ersten Versuchsteil wurden jeweils zwölf Tiere der unilateralen vestibulären Neurektomie (UVN) und der unilateralen chemischen Labyrinthektomie (cUL) unterzogen. Die Veränderungen des regionalen cerebralen Glukosemetabolismus (rCGM) wurden seriell mittels [18F]FDG, die Veränderungen in der cerebralen synaptischen Dichte mittels [18F]UCB-H-PETs gemessen. Zusätzlich wurden wöchentliche Verhaltenstestungen im Open Field und mittels eines klinischen Scoringsystems für vestibuläre Asymmetrie durchgeführt. Im Vergleich der beiden Modelle zeigten die Tiere eine ähnliche Kompensation im klinischen Scoring und in den Verhaltensdaten aus dem Open Field. Der rCGM war in beiden Gruppen vergleichbar, lediglich die synaptischen Veränderungen waren in der UVN-Gruppe insbesondere in den supratentoriellen Regionen und vestibulären Kerngebieten stärker ausgeprägt. Im zweiten Versuchsteil erhielten jeweils acht Tiere eine L-Thyroxin (100 µg/kg Körpergewicht) oder NaCl-Injektion i. p. während der ersten drei Tagen postoperativ. Über einen Zeitraum von vier Wochen wurden serielle [18F]FDG-PET-Untersuchungen und Verhaltenstestungen durchgeführt. Nach der L-Thyroxintherapie konnten keine signifikanten Unterschiede in den Verhaltensdaten gezeigt werden. Es wurde in der Therapiegruppe allenfalls eine Tendenz zur schnelleren Kompensation des vestibulären Ausfalls beobachtet. In den [18F]FDG-PET-Untersuchungen bewirkte die L-Thyroxintherapie einen verbesserten Glukosestoffwechsel an Tag 1 in den vestibulären Kernen im Vergleich zur Kontrollgruppe, desweiteren auch im rechten auditiven Cortex. Zusammenfassend eigenen sich beide Modelle zur präklinischen experimentellen Untersuchung des Effekts einer unilateralen peripher-vestibulären Schädigung. Die UVN ruft dabei ausgeprägtere synaptische Veränderungen hervor. Eine abschließende Aussage zur Wirkung von L-Thyroxin auf die vestibuläre Kompesation sollte erst nach einer Erweiterung der Tierversuchszahl und Untersuchung zusätzlicher Dosierungen getroffen werden.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie)
• Fakultäten: Tierärztliche Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 26. Juli 2025
• 1. Bericht­erstatter:in: Matiasek, Kaspar