Die IESC-Transplantation könnte die Darmbarriere nach einem Schlaganfall reparieren und die Ergebnisse verbessern
Schlaganfall ist eine der Hauptursachen für Tod, Demenz und schwere Langzeitbehinderung. Laut der American Heart Association haben Schlaganfallpatienten auch ein höheres Risiko für Depressionen, was sich negativ auf die funktionelle und kognitive Erholung auswirkt. Das einzige von der Food and Drug Administration (FDA) zugelassene Medikament zur Behandlung von Schlaganfällen, bei dem es sich um eine Art rekombinanten Gewebe-Plasminogen-Aktivator handelt, muss innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens nach Beginn des Schlaganfalls verabreicht werden und hat nur begrenzten Erfolg. Um die Schlaganfallergebnisse zu verbessern, leisten Wissenschaftler der Texas A&M University School of Medicine Pionierarbeit in der Erforschung des Zusammenhangs zwischen Schlaganfall-induzierter Darmpermeabilität oder Undichtigkeit und kognitiver Beeinträchtigung.
Das Texas A&M-Team untersuchte die neuartige Idee, ob die Transplantation intestinaler epithelialer Stammzellen (IESCs) von gesunden Spendern die Darmbarriere nach einem Schlaganfall reparieren und die Schlaganfallergebnisse verbessern könnte. Die Ergebnisse ihrer vorklinischen Studie, die in der Zeitschrift Brain, Behavior, and Immunity veröffentlicht wurden, weisen darauf hin, dass die IESC-Transplantation die durch Schlaganfall verursachte Sterblichkeit reduzierte, das Volumen an abgestorbenem Gewebe und die Darmdurchlässigkeit verringerte und durch Schlaganfälle verursachte kognitive Beeinträchtigungen verhinderte.
Zwei Drittel der Schlaganfallpatienten werden kognitive Beeinträchtigungen entwickeln, während ein Drittel aller Schlaganfallpatienten nach jüngsten Forschungsergebnissen Demenz entwickeln werden, sodass ein dringender Bedarf an wirksameren Schlaganfalltherapien besteht, die die kognitive Funktion nach einem akuten Schlaganfall erhalten und die in den folgenden Wochen schützend bleiben.
Obwohl sich die konventionelle Forschung zur Behandlung von Schlaganfällen auf das Gehirn konzentriert, reagiert der Darm früh und schnell auf einen Schlaganfall mit Veränderungen, die vielen entzündlichen Ereignissen vorausgehen können, die mit einer schlaganfallinduzierten Erkrankung einhergehen. Diese Veränderungen im Darm, wie z. B. eine erhöhte Durchlässigkeit, führen wahrscheinlich dazu, dass Produkte, die im Darm synthetisiert werden, in den Blutkreislauf gelangen. Viele dieser Produkte sind toxisch und daher in der Lage, Entzündungen zu verstärken und schlaganfallbedingte Hirnverletzungen zu verschlimmern.
Beweise aus einer Vielzahl von Studien zeigen, dass IESCs den Darm reparieren und die Darmpermeabilität reduzieren. Nach einem Schlaganfall können diese Reparaturprozesse entscheidend für die Erhaltung der kognitiven Funktion sein.
Es ist klar, dass die Darm-Hirn-Achse an der Verletzung nach einem Schlaganfall beteiligt ist. Die Berücksichtigung der Auswirkungen der Darmgesundheit auf das Gehirn nach einem Schlaganfall kann es uns ermöglichen, Schlaganfalltherapien effektiver voranzutreiben.“
Farida Sohrabji, PhD, Regents Professor, Abteilungsleiterin für Neurowissenschaften und experimentelle Therapeutik und leitende Autorin der Studie
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Vor diesem Hintergrund transplantierten Sohrabji und ihr Team primäre IESCs von gesunden Spendern nach einem Schlaganfall in einem präklinischen Modell. IESCs von jungen Spendern reparierten die Darmarchitektur und verringerten die Darmpermeabilität und verringerten folglich die Blutspiegel von Proteinen und anderen Molekülen, die für Gehirnzellen toxisch sind. Die IESC-Transplantation verhinderte auch depressive Verhaltensweisen und kognitive Beeinträchtigungen in den Wochen nach dem Schlaganfall. Die IESC-Transplantation von älteren Spendern verbesserte die Schlaganfallergebnisse nicht, was darauf hindeutet, dass eine erfolgreiche Transplantation vom Alter des Spenders abhängt.
Diese Forschung, die sich noch im präklinischen Stadium befindet, unterstreicht die Bedeutung einer frühen therapeutischen Intervention nach einem Schlaganfall und wird die zukünftige Ausrichtung der Arbeit leiten. „Zukünftige Studien werden die Verfeinerung der Dosierung und des Timings des Protokolls untersuchen“, sagte Sohrabji. „Eine systematische Untersuchung alternder Stammzellen wäre auch wichtig, um zu erklären, warum ältere Patienten schwerere Schlaganfälle erleiden.“
Sohrabji, eine Neurowissenschaftlerin mit bedeutenden Beiträgen zur Literatur zur Pathogenese von Schlaganfällen, erklärte, dass diese vorklinische Studie von Kathiresh Kumar Mani, PhD, einer assoziierten Forschungswissenschaftlerin in ihrem Labor, geleitet wurde. Mani, der in Darmbiologie ausgebildet ist, erhielt zur Unterstützung dieses Projekts ein Postdoc-Stipendium von der American Heart Association. Die Kombination ihrer Expertise hat es ihnen ermöglicht, die Schlaganfalltherapieforschung mit spannenden Ergebnissen auf ein neues Gebiet zu führen. Sie erhielten auch ein großzügiges Stipendium von der WoodNext Foundation, die ihre innovative Forschung erleichtert.
„Letztendlich wird erwartet, dass diese Forschung die Entwicklung neuartiger Therapien vorantreibt, die auf das Darmepithel abzielen und es reparieren, um die Schlaganfallbehinderung zu lindern“, sagte Sohrabji, „aber die Prämisse – dass Darmstammzellen außerhalb des Darms therapeutisch wertvoll sein könnten –; für eine viel größere Vielfalt von neurologischen Erkrankungen in Betracht gezogen werden könnten.“
Quelle:
Referenz:
Mani, KK, et al. (2022)Intestinale epitheliale Stammzelltransplantation als neuartige Therapie für zerebrovaskulären Schlaganfall. Gehirnverhalten und Immunität. doi.org/10.1016/j.bbi.2022.10.015.
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