Die vorliegende Arbeit untersuchte den Einfluss von hochdosiertem Biotin auf die Myelinisierung peripherer Nerven in vitro sowie die Remyelinisierung geschädigter peripherer Nerven in vivo.
Für die Myelinisierungsstudien in vitro wurde ein Myelinisierungs-Kokulturmodell mit unterschiedlichen Biotinkonzentrationen verwendet, das aus Neuronen und Schwann-Zellen besteht. Die Kontrollgruppen erhielten keine Biotinsupplementierung. Die Myelinisierung wurde durch Sudanschwarz-Färbung dargestellt und anschließend durch die Lichtmikroskopie analysiert. Dabei wurden die Neurone und Internodien der fixierten und gefärbten Kulturen quantitativ ausgewertet.
Die in vivo-Experimente erfolgten mittels Nervenquetschungsmodell („nerve crush"), um eine Axonotmesis bei C57BL/6-Wildtyp-Mäusen zu simulieren. Den Mäusen wurden 60 mg/kg Biotin intraperitoneal verabreicht. Man bewertete neben der regelmäßigen Gewichtskontrolle, die klinische Nervenfunktionalität durch Griffstärke-Analysen der Hintergliedmaßen. Des Weiteren erfolgte die morphometrische Analyse mittels Zählung der Axone, die Bewertung der g-Ratio sowie die Messung des Axondurchmessers und die Bestimmung die Malonyl-CoA-Spiegel im Nervus ischiadicus mittels Enzym-gekoppelter Immunnachweis (engl.: Enzyme-linked Immunosorbent Assay = ELISA).
Die Ergebnisse der in vitro-Myelinisierungsstudien ergaben, dass selbst bei hohen Biotindosen keine signifikante Veränderung in der Anzahl der Internodien beobachtet wurde. Ebenso zeigten die in vivo-Untersuchungen bezüglich der Griffstärke keine wesentlichen Unterschiede zwischen den verletzten und den unverletzten Nerven.
Bezüglich der Malonyl-CoA-Messungen zeigte sich, dass die Biotinzugabe keine signifikante Steigerung des Malonyl-CoA-Gehalts bewirkte. Dennoch konnte festgestellt werden, dass in den verletzten Nerven eine erhöhte Malonyl-CoA-Synthese in beiden Gruppen (Biotin-Gruppe und Kontrollgruppe), vermutlich durch die Remyelinisierung bedingt, auftrat. Die Untersuchung des Axondurchmessers und der g-Ratio zeigte ebenfalls keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen.
Letztlich zeigte die Ergebnisse, dass Biotin weder die periphere Nervenregeneration signifikant fördert noch die Aktivität der Acetyl-CoA-Carboxylase oder die Malonyl-CoA-Produktion wesentlich beeinflusst. Es kann somit geschlossen werden, dass Biotin die Myelinregeneration im peripheren Nervensystem nicht verbessert.

The present study investigated the influence of high-dose biotin on the myelination of peripheral nerves in vitro and the remyelination of damaged peripheral nerves in vivo.
For the myelination studies in vitro, a myelination co-culture model with different biotin concentrations consisting of neurons and Schwann cells was used. The control groups did not receive biotin supplementation. Myelination was visualized by Sudan black staining and then analyzed by light microscopy. The neurons and internodes of the fixed and stained cultures were quantitatively evaluated.
The in vivo experiments were performed using a nerve crush model to simulate axonotmesis in C57BL/6 wild-type mice. The mice were administered 60 mg/kg biotin intraperitoneally. In addition to regular weight monitoring, clinical nerve functionality was assessed by hindlimb grip strength analysis. Furthermore, morphometric analysis was performed by counting the axons, evaluating the g-ratio, measuring the axon diameter and determining the malonyl-CoA levels in the sciatic nerve using Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA).
The results of the in vitro myelination studies showed that no significant change in the number of internodes was observed even at high biotin doses. Similarly, the in vivo studies showed no significant differences in grip strength between the injured and uninjured nerves.
With regard to the malonyl-CoA measurements, it was found that the addition of biotin did not result in a significant increase in the malonyl-CoA content. Nevertheless, it was found that increased malonyl-CoA synthesis occurred in the injured nerves in both groups (biotin group and control group), presumably due to remyelination. The examination of axon diameter and g-ratio also showed no significant differences between the groups.
Finally, the results showed that biotin neither significantly promotes peripheral nerve regeneration nor significantly influences the activity of acetyl-CoA carboxylase or malonyl-CoA production. It can therefore be concluded that biotin does not improve myelin regeneration in the peripheral nervous system.