Gewinnung von vitalen, intracraniellen Leukozyten durch isolierte Hirnperfusion nach Schlaganfall

Fragestellung: Die durch Leukozyten vermittelte Entzündungsreaktion spielt eine entscheidende Rolle in der Pathophysiologie des Schlaganfalls. Während die Akkumulation von Entzündungszellen ausführlich untersucht wurde ist bislang wenig über das Schicksal der Leukozyten nach endothelialer Adhäsion bzw. transvaskulärer Migration in das Gehirnparenchym bekannt. Wir untersuchten ob es einerseits möglich ist intrakraniell verharrende Leukozyten durch isolierte Hirnperfusion nach hämorrhagischem Schlaganfall zu sammlen und andererseits ob quantitative bzw. funktionelle Unterschiede zwischen den isolierten Granulozyten aus gesundem und geschädigtem Gewebe bestehen.

Methoden: Bei männlichen Wistar Ratten induzierten wir durch Injektion von autologem Vollblut in den Nucleus caudatus einen hämorrhagischen Schlaganfall. 24h später wurden die Tiere der isolierten Hirnperfusion mit künstlichem, zellfreiem Perfusionsmedium unterzogen. Während der Perfusion wurde die funktionelle Integrität des Rattenhirns durch die Ableitung der spontanen EEG-Aktivität dokumentiert. Nach Auswaschen des intrakraniellen Blutvolumens wurde das venöse Eluat für beide Hemisphären getrennt gesammelt, anschließend zentrifugiert und die in den Zellpellets enthaltenen Granulozyten durchflusszytometrisch analysiert. Dabei wurden die neutrophilen Granulozyten gezählt und das Ausmaß ihres oxidativen Bursts sowohl ohne als auch nach chemischer Stimulation evaluiert.

Ergebnisse: Während der ersten 60min der isolierten Hirnperfusion können durchschnittlich etwa 270.000 PMNs aus dem venösen Eluat isoliert werden. Das Zellzahlenverhältnis zwischen gesunder und hämorrhagischer Hemisphäre steigt während der Perfusionszeit kontinuierlich an, bis ein Maximum von 2 erreicht wird. Die Produktion von reaktiven Oxidantien ist bei den unstimulierten, isolierten PMNs etwa so groß wie die Kontrollwerte der PMNs aus peripherem Blut. Durch chemische Stimulation kann der oxidative Burst in den aus dem Gehirn isolierten PMNs leicht ausgelöst werden.

Schlussfolgerungen: Die isolierte Hirnperfusion ist eine geeignete Methode zur Gewinnung von lebensfähigen, immunkompetenten PMNs aus dem intrakraniellen Kompartiment nach zerebraler Blutung. Weitere Analysen der dabei isolierten Leukozyten können möglicherweise zur weiteren Aufklärung der inflammatorischen Prozesse nach Schlaganfällen beitragen und darüber hinaus Hinweise auf die komplexen Interaktionen zwischen lokalen und peripheren Mediatoren des Immunsystems geben.