Physical Exercise as a Possible Therapy for Hereditary Spastic Paraplegia Type 2

Dr. rer. nat. Dennis Klein University Hospital Würzburg Department of Neurology, Developmental Neurobiology  

Hereditary spastic paraplegia type 2 (SPG2) is a neurodegenerative disorder of the central nervous system (CNS) and caused by genetic aberrations (mutations) in the gene for the proteolipid protein (PLP1). This protein is an important component of the protective, insulating envelope around nerve fibers (axons) in the CNS. Defects of the envelope caused by PLP1 mutations lead to degeneration of the long nerve fibers connecting the brain with motor nerve cells in the spinal cord which are necessary for voluntary movements. This leads to weakness and lameness, but also cramps (spasticity) in the legs. Our group has shown that in mouse models for such disorders, inflammation occurs and makes the disease even worse. Consequently, treating with specific medications against the inflammation improves the disease substantially. As it is known that physical therapy is also lowering inflammation in the nervous system, we performed a pioneering experiment in which mouse models with the disease were allowed to run in a running wheel. Indeed, this improved inflammation and the disease. In the present project, we want to extend these studies to investigate whether physical therapy might be an option for treating the disease. Thus, physical therapy would not only be a possibility to improve “well being” in general, but as a possible way to mitigate SPG2.

Die spastischen Paraplegie Typ 2 (SPG2, auch spastische Spinalparalyse Typ 2 genannt) ist eine neurodegenerative Erkrankung des Zentralnervensystems (ZNS) und wird durch Mutationen im Gen für das Proteolipid-Protein 1 (PLP1) verursacht. Dieses Protein ist Bestandteil einer die Nevenfasern (Axone) umhüllenden Isolierschicht, die für das Funktionieren und Überleben der Axone wichtig ist. Schäden der Isolierschicht, wie sie durch die PLP1-Mutationen hervorgerufen werden, führen zum Absterben derjenigen Axone, die das Gehirn mit motorischen Nervenzellen des Rückenmarks verbinden; letztere sind für willkürliche Muskelbewegungen verantwortlich. Dies führt zu den bekannten Symptomen der SPG2, wie Schwäche, Lähmungen, aber auch Krämpfen. Unsere Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass in Mäusen, die vergleichbare Erkrankungen haben, Entzündungsreaktionen auftreten und die Krankheit noch verschlimmern. Konsequenterweise konnte in den Mausmodellen die Erkrankung durch immunmodulierende Pharmaka abgemildert werden. Da es bekannt ist, dass Physiotherapie ebenfalls Entzündungsreaktionen im Nervensystem abmildern kann, führten wir Pionierstudien in Mausmodellen durch, wobei die Mäuse freien Zugang zu einem Laufrad hatten. Dieses Training schwächte tatsächlich die Entzündung wie auch die Erkrankung ab. Deshalb wollen wir im beantragten Projekt diese Studien ausdehnen, mit dem Ziel, Physiotherapie als mögliche Behandlungsform für SPG2 zu etablieren.

Hintere Reihe: Prof. Rudolf Martini, Kristina Berve, Dr. Dennis Klein, Dr. Janos Groh, Bettina Meyer

Vordere Reihe: Michaela Hörner, Silke Loserth, Xidi Yuan, Janhavi Pandurangi

Sitzend: Heinrich Blazyca

(Copyright Universitätsklinikum Würzburg)