Die Prognose von Patienten nach dem Erleiden einer Subarachnoidalblutung ist nach wie vor ungünstig. Ein wesentlicher Faktor besteht dabei aus der Neuroinflammation, die als Reaktion auf die Blutung folgt. Hauptinitiatoren dieser Immunantwort sind die ortsständigen Immunzellen des Gehirns, die Mikroglia. In der vorliegenden Arbeit wird überprüft, ob eine Beeinflussung der Mikroglia-Aktivität durch a) inflammatorische Präkonditionierung mit LPS oder b) CSF1R-Inhibierung durch PLX3397 mit verminderter Inflammation und damit mit weniger neuronalem Zelltod einhergeht.
Es wurde ein Mausmodell zur in vivo Untersuchung der Inflammation verwendet. Dabei bestand der Versuchsaufbau aus 4 Gruppen C57Bl/6-Mäusen: Sham-operierte Mäuse, SAB unbehandelt, SAB präkonditioniert und PLX3397-behandelte SAB. Zur Quantifizierung der Immunreaktion wurden Immunfluoreszenzfärbungen angefertigt, um die Anzahl der Mikroglia und den neuronalen Zelltod vergleichen zu können. Daneben erfolgte die Isolierung der Mikroglia mit anschließender Genexpressionsanalyse der inflammatorischen Zytokine TNFalpha, IL6 und IL1beta und der anti-inflammatorischen Zytokine TGFbeta, IL10 und IL4, sowie eine FACS-Färbung zur Untersuchung der Oberflächenmoleküle TLR4 und CSF1R.
Beide Behandlungsansätze zeigten eine signifikante Reduktion der Mikroglia-Akkumulation, die präkonditionierten Tiere wiesen weniger als die Hälfte der Mikroglia-Akkumulation auf, die PLX3397-behandelten Tiere zeigten eine Akkumulation auf Sham-Niveau. Auch der neuronale Zelltod konnte in beiden Behandlungsansätzen um etwa die Hälfte reduziert werden. Daneben wurde eine verminderte Genexpression inflammatorischer Zytokine wie IL6 und IL1beta in beiden behandelten Gruppen nachgewiesen. Die TLR4-Oberflächenexpression sowie die CSF1-Oberflächenexpression zeigten eine jeweils signifikante Reduktion in den behandelten Gruppen.
Eine Beeinflussung der Mikroglia-Funktion, ob nun über inflammatorische Präkonditionierung oder eine Inhibition des CSF1-Rezeptors, führt zu einer signifikanten Verminderung der Immunreaktion im Hirnparenchym nach Subarachnoidalblutung und damit verbunden auch zu vermindertem neuronalen Zelltod. Eine auf die Mikroglia abzielende Therapie könnte für Patienten nach einer Subarachnoidalblutung demnach ein vielversprechender Ansatz für die Vermeidung sekundärer Hirnschäden sein.
The prognosis of patients after suffering subarachnoid haemorrhage is still unfavourable. Partly responsible for the bad outcome is the immune reaction within the brain parenchyma following the bleeding. Microglia are the brain’s resident immune cells, so we examined two different approaches targeting microglia activity after the bleeding to prevent secondary brain injury by diminishing inflammation: a) inflammatory preconditioning and b) using a CSF1R-Inhibitor, PLX3397.
4 groups of C57Bl/6-mice were used to induce SAH utilizing the endovascular perforation model: a) SAH, b) Sham, c) LPS-preconditioned SAH and d) PLX3397-treated SAH. Immunofluorescent stainings were used to quantify the immune response by comparing the number of microglia and neuronal cell death. In addition, microglia were isolated from the brain tissue, followed by gene expression analysis of the inflammatory cytokines TNFalpha, IL6 and IL1beta and the anti-inflammatory cytokines TGFbeta, IL10 and IL4, as well as FACS staining was performed to study the surface molecules TLR4 and CD115.
Both treatment approaches showed a significant reduction in microglial accumulation. The preconditioned animals presented less than half of the microglial accumulation, the PLX3397 treated animals presented sham-level accumulation. Neuronal apoptosis was also reduced in both treatment approaches. In addition, a reduced gene expression of inflammatory cytokines such as IL6 and IL1beta could be detected in both treated groups. In order to obtain a more accurate picture of the mode of function of the two treatment approaches, TLR4 surface expression was investigated in inflammatory preconditioning and CSF1 surface expression in the PLX3397-treated group. A significant reduction in each of the treated groups was observed.
Influencing the microglial function, whether via inflammatory preconditioning or inhibition of the CSF1 receptor, leads to a significant reduction of the immune reaction within the brain parenchyma after subarachnoid hemorrhage, resulting in reduced neuronal apoptosis. Microglia-mediated therapy may therefore be a promising approach to prevent secondary brain damage in patients with subarachnoid hemorrhage.
