Pyrrolidin-Dithiocarbamat reduziert die Infarktgröße bei experimenteller zerebraler Ischämie der Maus unabhängig von Hsp70-Induktion

Hintergrund: Es ist bekannt, dass die antioxidativ wirkende und Nuclear factor kappa B (NF-kB) hemmende Substanz Pyrrolidin-dithiocarbamat (PDTC) die Infarktgröße nach transientem und permanentem A. cerebri media-Verschluss in der Ratte verringert. Der Mechanismus dieser Schutzwirkung ist noch unklar. Hitzeschockproteine (Hsp) werden als protektive Chaperone durch verschiedene Formen des Zellstresses induziert und die Expression von HSP70 scheint protektiv beim ischämischen Hirninfarkt, da Hsp70-KO-Mäuse nach Fadenverschluss der A. cerebri media (MCAO) größere Infarkte aufwiesen.

Methoden: MCAO über 2h wurde bei C57BL/6-Mäusen durchgeführt mit anschließender Reperfusionsphase von 22h. PDTC (100mg/kg KG) wurde i.p. vor Einsetzen der Reperfusion (2h nach Ischämiebeginn) verabreicht. Die Infarktgröße wurde mittels TTC Färbung ermittelt und die Induktion von Hsp70 immunhistochemisch aus Kryoschnitten untersucht. Als wichtige Komponenten der Blut-Hirn-Schranke wurden Hirnendothelzellen (bEnd.3) kultiviert und mit PDTC behandelt. Die Hsp70-Induktion in den Endothelzellen wurde mittels Western Blot untersucht.

Ergebnisse: Die Behandlung mit PDTC (n=9) 2h nach Ischämiebeginn reduzierte die Infarktgröße um 60 Prozent verglichen mit den Kontrolltieren (n=7). Die Infarktgröße in den Kontrolltieren betrug 43 + 5mm³ und 17 + 7 mm3 in den mit PDTC behandelten Tieren (Mittelwert±SEM; p=0,012; t-test für unverbundene Stichproben). Hsp70 wurde nach MCAO in den ipsilateralen Hemisphären der Kontrolltiere deutlich induziert, die kontralaterale Hemisphäre zeigte keine Induktion. Überraschenderweise fand sich in den mit PDTC behandelten Tieren nur eine geringe Hsp70-Induktion durch MCAO, obwohl PDTC zu einer massiven Induktion von Hsp70 in den mikrovaskulären Hirnendothelzellen in Zellkultur führte.

Diskussion: PDTC reduziert die Infarktgröße nach MCAO in Mäusen mit einem therapeutischen Zeitfenster von 2h. Trotz der massiven Induktion von Hsp70 durch PDTC in vitro und dem in Experimenten mit Hsp70 -/–Mäusen gezeigten Schutzeffekt von Hsp70 bei cerebraler Ischämie ist Hsp70 nicht der kritische protektive Mechanismus für die Schutzwirkung von PDTC. Es scheint eher, dass die Induktion von Hsp70 eine Stressantwort darstellt, die durch die Schutzwirkung von PDTC verhindert wird.