Project area B: Platelets als regulators and effectors in disease

B06 – Thrombozyten als Modulatoren der Neuro-Inflammation im ischämischen Gehirn

Der ischämische Schlaganfall ist weltweit eine der Hauptursachen für Tod und Behinderung. Obwohl die Vorteile von Anti-Thrombozyten-und Antikoagulationstherapien in der sekundären Prävention von ischämischem Schlaganfall etabliert sind, führen bereits „milde Thrombozyten­hemmer“ wie Acetylsalicylsäure (ASS) in Kombination mit pharmakologischer Thrombolyse zu inakzeptablen Blutungskom­plikationen. Die molekularen Mechanismen, wie Thrombozyten zu thrombo-inflammatorischen Prozessen im ischämischen Gehirn beitragen sind nach wie vor weitgehend unbekannt. Wir konnten zeigen, dass die Thrombozytensekretion ein wichtiger Mediator der Thrombo-Inflmammation im ischämischen Gehirn ist. Neben Thrombozyten spielen Endothelzellen (die Hauptkomponenten der Blut-Hirn-Schranke) und Leukozyten (insbesondere T-Zellen) bei Ischämie/Reper­fusionsschaden (I/R) eine zentrale Rolle. Dementsprechend führt das Fehlen von T-Zellen zu drastisch reduzierten Infarktgrößen. Darüber hinaus führt die Blockade der Glykoprotein (GP) Ib / von-Willebrand-Faktor (VWF) Wechselwirkungen nicht nur zu weniger Thrombusbildung, sondern auch zu einer verringerten Entzündungsreaktion.

Um neuartige Behandlungsstrategien bei akutem Schlaganfall zu entwickeln, ist es notwendig, die schädlichen Wechselwirkungen zwischen thrombotischen und entzündlichen Kreisläufen zu verstehen. Hierfür müssen diese Interaktionen auf zellulärer Ebene sichtbar gemacht werden. Da nur optische Mikroskopietechniken hierfür eine ausreichende Auflösung bieten, haben wir Protokolle zum „Clearing“ (optisch transparent machen von Organen) und zur Zellmarkierung für die Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopie (LSFM) etabliert. Parallel dazu haben wir unsere maßgeschneiderten LSF-Mikroskope optimiert und Bildbearbeitungs- und –analyse-Pipelines entwickelt. Dieser Ansatz ermöglichte es uns zellulärer Interaktionen im ischämisches Gehirn zu untersuchen. Dabei konnten wir feststellen, dass die entscheidenden Ereignisse innerhalb der ersten 6 Stunden nach Reperfusion eintreten. Zu späteren Zeitpunkten wurde eine sekundäre Thrombusbildung im Gehirngefäßsystem beobachtet (unveröffentlicht). In diesem Projekt werden wir uns auf die Rolle von Thrombozyten in der frühen Phase des I/R-schadens konzentrieren. Wir verwenden neben der LSFM noch transkraniale Zwei-Photonen-Intravitalmikroskopie (2P-IVM), um die dynamischen Wechsel­wirkungen im ischämischen Gehirn zu beobachten. Um höhere Eindringtiefen und ein größeres Sichtfeld zu erreichen werden wir verschiedene technische Ansätze verfolgen, um unsere 2P-IVM zu optimieren. Wir verwenden transgene Mausmodelle und pharmakologische Werkzeuge, um Schlüsselmoleküle der Thrombo-Inflammation zu blockieren, um so die Folgen in vivo mittels 2P-IVM zu beobachten. Zusätzlich werden Ex-vivo / In-vitro-Tests auf Zellbasis verwendet, um die molekularen Wechselwirkungen an der Blut-Hirn-Schranke und ihre Auswirkungen auf die Schrankenfunktion in einer kontrollierten Umgebung untersuchen zu können. Wir erhoffen uns von unserem komplementären Ansatz ein besseres Verständnis der dem Schlaganfall zugrundeliegenden Pathomechanismen.