Eine akute aneurysmatische Subarachnoidalblutung (aSAB) zählt zu den hämorrhagischen Schlaganfällen und beziffert eine jährliche Inzidenz von sechs bis elf von hunderttausend Menschen. Hauptgrund ist die Ruptur eines intrakraniellen Aneurysmas, gefolgt von einer Einblutung in den Subarachnoidalraum. Das durchschnittliche Alter bei aSAB-Patienten beträgt fünfundfünfzig Jahre und ist somit niedriger als bei Patienten mit einem ischämischen Schlaganfall. Diesbezüglich ist die sozioökonomische Belastung der aSAB vergleichsweise hoch.
Mehrere Studien haben gezeigt, dass eine aSAB zu einem Zusammenbruch der Bluthirnschranke (BHS) führt, wodurch ein vasogenes Hirnödem ausgelöst wird. An Patienten nach aSAB konnte außerdem gezeigt werden, dass IL6 im Serum und im Liquor erhöht war, wobei diese Patienten ein schlechteres Outcome aufzeigten. Die frühe Hirnschädigung nach aSAB beginnt bereits nach einem initialen intrazerebralen Druckanstieg, gefolgt von einem Abfall des zerebralen Perfusionsdrucks. Experimentelle Studien widmen sich daher den Mechanismen der frühen Hirnschädigung nach aSAB mit Fokus auf Störungen der mikrovaskulären Ebene und inflammatorischen Prozessen innerhalb ZNS nach aSAB. Die hier vorgelegte Arbeit konzentrierte sich auf die Rolle des Zytokins Interleukin-6 (IL6) und seine Effekte auf die BHS nach experimenteller Subarachnoidalblutung (eSAB) in Mäusen.
Um die Induktion einer eSAB an der Maus auslösen zu können, wurde die Methode der Fadenperforationstechnik angewandt. Die darauffolgenden Experimente dienten der Analyse der BHS-Eigenschaften, wobei sich nach eSAB ein deutlicher BHS-Zusammenbruch über den gesamten zeitlichen Verlauf der Experimente zeigte. Als molekulares Korrelat für den Untergang der BHS konnte die zwei wichtigsten tight junction (TJ) Moleküle Claudin-5 (Cld5) und Occludin (Ocld) identifiziert werden. Zeitgleich wurde eine Überexpression essenzieller Zytokine beobachtet. Insbesondere IL6 zeigte zu allen Zeitpunkten eine deutliche Hochregulierung an isolierten Gehirnkapillaren nach eSAB. Somit wurde nachgewiesen, dass IL6 endothelzellspezifisch in Vesikeln isolierter Gehirnkapillaren nach eSAB angereichert wird. Weiterführende In-vitro-Versuche ergaben einen deutlichen Verlust des transendothelialen Widerstandes in der cEND-Zellkultur, nachdem die Zellen mit dem rekombinanten IL6 (rIL6) behandelt wurden. Auch In vitro war ein Untergang von Cld5 und Ocld zu beobachten.
Zusammenfassend zeigt diese Arbeit erstmalig die Expression von IL6 im zerebralen Endothel nach eSAB, was zeitgleich mit einem BHS-Zusammenbruch korrelierte. Abschließend soll die Rolle von IL6 in Bezug auf die frühe Hirnschädigung nach aSAB diskutiert und der Frage nachgegangen werden, ob ein Knockout von IL6 oder die externe Blockade von IL6 und seinem Rezeptor einen signifikanten Effekt auf den Pathomechanismus nach aSAB aufweist.Acute aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) is a type of hemorrhagic stroke with an annual incidence of six to eleven out of a hundred thousand people. The main cause of an aSAH is a rupture of an intracranial aneurysm, which is followed by a bleeding into the subarachnoid space. The average age in aSAH patients is fifty-five years old, which is much younger than the average age of patients with ischemic stroke. Therefore, the socio-economic impact of aSAH is comparatively high.
Numerous studies have shown, that aSAH leads to a breakdown of the blood brain barrier (BBB), causing a vasogenic brain edema. Patients with aSAH also show an increase in IL6 in serum and in cerebrospinal fluid, resulting in worse outcomes for aSAH patients. Early brain injury after aSAH occurs after an initial increase in intracerebral pressure, followed by a decrease in cerebral perfusion pressure. Therefore, current experimental studies are devoted to mechanisms of early brain damage, investigating microvascular changes and BBB breakdown with a focus on CNS inflammation after aSAH. The following work examines interleukin-6 (IL6) and its effects on the BBB after experimental subarachnoid hemorrhage (eSAH) in mice.
In order to induce eSAH in mice, the filament perforation method was used. The subsequent experiments were performed to analyze BBB properties, showing a BBB breakdown over the course of the experiment. The decline of the most important tight junction (TJ) molecules Claudin-5 (Cld5) and Occludin (Ocld) caused a BBB collapse. Moreover, the overexpression of crucial cytokines was observed, while IL6 in particular was increased in isolated brain capillaries after eSAH, showing enriched expression in endothelial cells. Further in-vitro experiments revealed a significant loss of transendothelial resistance in the cEND cell culture after the cells were treated with the recombinant IL6 (rIL6). Finally, the gene expression of Cld5 and Ocld was also decreased in vitro.
In summary, this work shows for the first time that IL6 is expressed in the BBB after eSAH, correlating with a BBB breakdown. The role of IL6 in relation to early brain injury after aSAH will be discussed, focusing on the effect of a knockout and an external blockade of IL6 towards the pathomechanism after aSAH
