TY - THES A1 - Elhfnawy, Ahmed T1 - Relation between the length of the internal carotid stenotic segment and ischemic cerebrovascular events as well as white matter lesion load T1 - Zusammenhang zwischen der Stenoselänge der Arteria carotis interna und ischämischen zerebrovaskulären Ereignissen sowie der Läsionslast der weißen Substanz N2 - Background and Purpose: Internal carotid artery stenosis ≥70% is a leading cause of ischemic cerebrovascular events. However, a considerable percentage of stroke survivors with symptomatic internal carotid artery stenosis have <70% stenosis with a vulnerable plaque. Whether the length of internal carotid artery stenosis is associated with high risk of ischemic cerebrovascular events or with white matter lesions is poorly investigated. Our main aim was to investigate the relation between the length of internal carotid artery stenosis and the development of ischemic cerebrovascular events as well as ipsi-, contralateral as well as mean white matter lesion load. Methods: In a retrospective cross-sectional study, 168 patients with 208 internal carotid artery stenosis were identified. The degree and length of internal carotid artery stenosis as well as plaque morphology (hypoechoic, mixed or echogenic) were assessed on ultrasound scans. The white matter lesions were assessed in 4 areas separately, (periventricular and deep white matter lesions on each hemisphere), using the Fazekas scale. The mean white matter lesions load was calculated as the mean of these four values. Results: A statistically significant inverse correlation between the ultrasound-measured length and degree of internal carotid artery stenosis was detected for symptomatic internal carotid artery stenosis ≥70% (Spearman correlation coefficient ρ = –0.57, p < 0.001, n = 51) but neither for symptomatic internal carotid artery stenosis <70% (ρ = 0.15, p = 0.45, n = 27) nor for asymptomatic internal carotid artery stenosis (ρ = 0.07, p = 0.64, n = 54). The median (IQR) length for symptomatic internal carotid artery stenosis <70% and ≥70% was 17 (15–20) and 15 (12–19) mm (p = 0.06), respectively, while that for symptomatic internal carotid artery stenosis <90% and symptomatic internal carotid artery stenosis 90% was 18 (15–21) and 13 (10–16) mm, respectively (p < 0.001). Among patients with internal carotid artery stenosis <70%, a cut-off length of ≥16 mm was found for symptomatic internal carotid artery stenosis rather than asymptomatic internal carotid artery stenosis with a sensitivity and specificity of 74.1% and 51.1%, respectively. Irrespective of the stenotic degree, plaques of the symptomatic internal carotid artery stenosis compared to asymptomatic internal carotid artery stenosis were significantly more often echolucent (43.2 vs. 24.6%, p = 0.02). The length but not the degree of internal carotid artery stenosis showed a very slight trend toward association with ipsilateral white matter lesions and with mean white matter lesions load. Conclusion: We found a statistically insignificant tendency for the ultrasound-measured length of symptomatic internal carotid artery stenosis <70% to be longer than that of symptomatic internal carotid artery stenosis ≥70%. Moreover, the ultrasound-measured length of symptomatic internal carotid artery stenosis <90% was significantly longer than that of symptomatic internal carotid artery stenosis 90%. Among patients with symptomatic internal carotid artery stenosis ≥70%, the degree and length of stenosis were inversely correlated. Furthermore, we have shown that a slight correlation exists between the length of stenosis and the presence of ipsilateral white matter lesions which might be due to microembolisation originating from the carotid plaque. Larger studies are needed before a clinical implication can be drawn from these results. N2 - Hintergrund: Stenose der A. carotis interna ≥70% ist eine der führenden Ursachen für ischämische zerebrovaskuläre Ereignisse. Ein beträchtlicher Prozentsatz der Schlaganfall-Überlebenden mit symptomatischer Stenose der A. carotis interna weist jedoch eine Stenose <70% mit einer „vulnerable Plaque“ auf. Ob die Länge der Stenose der A. carotis interna mit einem hohen Risiko für ischämische zerebrovaskuläre Ereignisse oder mit Läsionen der weißen Substanz verbunden ist, wird nur unzureichend untersucht. Unser Hauptziel war es, den Zusammenhang zwischen der Länge der Stenose der Aerteria carotis interna und der Entwicklung von ischämischen zerebrovaskulären Ereignissen sowie der ipsi-, kontralateralen und mittleren Läsionslast der weißen Substanz zu untersuchen. Methode: In einer retrospektiven Querschnittsstudie wurden 168 Patienten mit 208 Stenosen der A. carotis interna identifiziert. Der Stenosegrad und die Stenoselänge sowie die Plaquemorphologie (echoarm, gemischt oder echogen) wurden mittels Ultraschall untersucht. Die Läsionen der weißen Substanz wurden in 4 Bereichen (periventrikuläre und subkortilae Läsionen der weißen Substanz, jeweils auf jeder Hemisphäre) mittels Fazekas-Skala bewertet. Der mittlere dieser vier Werte wurde ebenso berechnet. Ergebnisse: Eine statistisch signifikante inverse Korrelation zwischen der mit Ultraschall gemessenen Länge und dem Stenosegrad der A. carotis interna wurde für eine symptomatische Stenose der A. carotis interna von ≥ 70% festgestellt (Spearman-Korrelationskoeffizient ρ = –0,57, p <0,001, n = 51), jedoch keine bei symptomatischer Stenose der A. carotis interna <70% (ρ = 0,15, p = 0,45, n = 27) und bei asymptomatischer Stenose der A. carotis interna (ρ = 0,07, p = 0,64, n = 54). Die mediane Länge (IQR) für symptomatische Stenosen der A. carotis interna <70% und ≥ 70% betrug 17 (15–20) bzw. 15 (12–19) mm (p = 0,06), die für symptomatische Stenosen der A. carotis interna <90% und symptomatische Stenose der A. carotis interna 90% betrugen 18 (15–21) bzw. 13 (10–16) mm (p <0,001). Bei Patienten mit einer Stenose der A. carotis interna <70% wurde für eine symptomatische Stenose der A. carotis interna einen Grenzwert von ≥ 16 mm gefunden, und nicht für eine asymptomatische Stenose der A. carotis interna mit einer Sensitivität und Spezifität von 74,1% bzw. 51,1%. Unabhängig vom stenotischen Grad waren Plaques der symptomatischen Stenose der A. carotis interna im Vergleich zur asymptomatischen Stenose der A. carotis interna signifikant häufiger echoarm (43,2 vs. 24,6%, p = 0,02). Die Stenoselänge, aber nicht der Stenosegrad der A. carotis interna zeigte einen sehr geringen Trend zur Assoziation mit ipsilateralen Läsionen der weißen Substanz und mit der mittleren Läsionslast der weißen Substanz. Schlussfolgerung: Es wurde eine statistisch nicht signifikante Tendenz gefunden, dass die ultraschallgemessene Länge der symptomatischen Stenose der A. carotis interna <70% länger ist als die der symptomatischen Stenose der A. carotis interna ≥ 70%. Darüber hinaus war die durch Ultraschall gemessene Länge der symptomatischen Stenose der A. carotis interna <90% signifikant länger als die der symptomatischen Stenose der A. carotis interna 90%. Bei Patienten mit symptomatischer Stenose der A. carotis interna ≥ 70% waren Stenosegrad und Stenoselänge invers korreliert. Darüber hinaus haben wir gezeigt, dass eine leichte Korrelation zwischen der Stenoselänge und der ipsilateralen Läsionen der weißen Substanz besteht, die möglicherweise auf eine Mikroembolisation zurückzuführen sind, die vom Carotis-Plaque herrührt. Größere Studien sind erforderlich, bevor aus diesen Ergebnissen eine klinische Implikation abgeleitet werden kann. KW - Carotisstenose KW - Schlaganfall KW - White matter lesions KW - Stenosis length KW - Stenosis degree Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-191616 ER - TY - JOUR A1 - Kleinschnitz, Christoph A1 - Grund, Henrike A1 - Wingler, Kirstin A1 - Armitage, Melanie E. A1 - Jones, Emma A1 - Mittal, Manish A1 - Barit, David A1 - Schwarz, Tobias A1 - Geis, Christian A1 - Kraft, Peter A1 - Barthel, Konstanze A1 - Schuhmann, Michael K. A1 - Herrmann, Alexander M. A1 - Meuth, Sven G. A1 - Stoll, Guido A1 - Meurer, Sabine A1 - Schrewe, Anja A1 - Becker, Lore A1 - Gailus-Durner, Valerie A1 - Fuchs, Helmut A1 - Klopstock, Thomas A1 - de Angelis, Martin Hrabe A1 - Jandeleit-Dahm, Karin A1 - Shah, Ajay M. A1 - Weissmann, Norbert A1 - Schmidt, Harald H. H. W. T1 - Post-Stroke Inhibition of Induced NADPH Oxidase Type 4 Prevents Oxidative Stress and Neurodegeneration N2 - Ischemic stroke is the second leading cause of death worldwide. Only one moderately effective therapy exists, albeit with contraindications that exclude 90% of the patients. This medical need contrasts with a high failure rate of more than 1,000 pre-clinical drug candidates for stroke therapies. Thus, there is a need for translatable mechanisms of neuroprotection and more rigid thresholds of relevance in pre-clinical stroke models. One such candidate mechanism is oxidative stress. However, antioxidant approaches have failed in clinical trials, and the significant sources of oxidative stress in stroke are unknown. We here identify NADPH oxidase type 4 (NOX4) as a major source of oxidative stress and an effective therapeutic target in acute stroke. Upon ischemia, NOX4 was induced in human and mouse brain. Mice deficient in NOX4 (Nox42/2) of either sex, but not those deficient for NOX1 or NOX2, were largely protected from oxidative stress, blood-brain-barrier leakage, and neuronal apoptosis, after both transient and permanent cerebral ischemia. This effect was independent of age, as elderly mice were equally protected. Restoration of oxidative stress reversed the stroke-protective phenotype in Nox42/2 mice. Application of the only validated low-molecular-weight pharmacological NADPH oxidase inhibitor, VAS2870, several hours after ischemia was as protective as deleting NOX4. The extent of neuroprotection was exceptional, resulting in significantly improved long-term neurological functions and reduced mortality. NOX4 therefore represents a major source of oxidative stress and novel class of drug target for stroke therapy. KW - Schlaganfall Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-68416 ER - TY - JOUR A1 - Kraft, P. A1 - Schwarz, T. A1 - Pochet, L. A1 - Stoll, G. A1 - Kleinschnitz, Christoph T1 - COU254, a specific 3-carboxamide-coumarin inhibitor of coagulation factor XII, does not protect mice from acute ischemic stroke N2 - Background: Anticoagulation is an important means to prevent from acute ischemic stroke but is associated with a significant risk of severe hemorrhages. Previous studies have shown that blood coagulation factor XII (FXII)- deficient mice are protected from pathological thrombus formation during cerebral ischemia without bearing an increased bleeding tendency. Hence, pharmacological blockade of FXII might be a promising and safe approach to prevent acute ischemic stroke and possibly other thromboembolic disorders but pharmacological inhibitors selective over FXII are still lacking. In the present study we investigated the efficacy of COU254, a novel nonpeptidic 3-carboxamide-coumarin that selectively blocks FXII activity, on stroke development and post stroke functional outcome in mice. Methods: C57Bl/6 mice were treated with COU254 (40 mg/kg i.p.) or vehicle and subjected to 60 min transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO) using the intraluminal filament method. After 24 h infarct volumes were determined from 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchloride(TTC)-stained brain sections and functional scores were assessed. Hematoxylin and eosin (H&E) staining was used to estimate the extent of neuronal cell damage. Thrombus formation within the infarcted brain areas was analyzed by immunoblot. Results: Infarct volumes and functional outcomes on day 1 after tMCAO did not significantly differ between COU254 pre-treated mice or untreated controls (p > 0.05). Histology revealed extensive ischemic neuronal damage regularly including the cortex and the basal ganglia in both groups. COU254 treatment did not prevent intracerebral fibrin(ogen) formation. Conclusions: COU254 at the given concentration of 40 mg/kg failed to demonstrate efficacy in acute ischemic stroke in this preliminary study. Further preclinical evaluation of 3-carboxamide-coumarins is needed before the antithrombotic potential of this novel class of FXII inhibitors can be finally judged. KW - Schlaganfall KW - Maus KW - COU254 Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-68103 ER - TY - THES A1 - Zimmermann [née Papp], Lena T1 - Platelets as modulators of blood-brain barrier disruption and inflammation in the pathophysiology of ischemic stroke T1 - Thrombozyten als Modulatoren der Blut-Hirn-Schrankenstörung und Inflammation in der Pathophysiologie des ischämischen Schlaganfalls N2 - Ischemia-reperfusion injury (I/R injury) is a common complication in ischemic stroke (IS) treatment, which is characterized by a paradoxical perpetuation of tissue damage despite the successful re-establishment of vascular perfusion. This phenomenon is known to be facilitated by the detrimental interplay of platelets and inflammatory cells at the vascular interface. However, the spatio-temporal and molecular mechanisms underlying these cellular interactions and their contribution to infarct progression are still incompletely understood. Therefore, this study intended to clarify the temporal mechanisms of infarct growth after cerebral vessel recanalization. The data presented here could show that infarct progression is driven by early blood-brain-barrier perturbation and is independent of secondary thrombus formation. Since previous studies unravelled the secretion of platelet granules as a molecular mechanism of how platelets contribute to I/R injury, special emphasis was placed on the role of platelet granule secretion in the process of barrier dysfunction. By combining an in vitro approach with a murine IS model, it could be shown that platelet α-granules exerted endothelial-damaging properties, whereas their absence (NBEAL2-deficiency) translated into improved microvascular integrity. Hence, targeting platelet α-granules might serve as a novel treatment option to reduce vascular integrity loss and diminish infarct growth despite recanalization. Recent evidence revealed that pathomechanisms underlying I/R injury are already instrumental during large vessel occlusion. This indicates that penumbral tissue loss under occlusion and I/R injury during reperfusion share an intertwined relationship. In accordance with this notion, human observational data disclosed the presence of a neutrophil dominated immune response and local platelet activation and secretion, by the detection of the main components of platelet α-granules, within the secluded vasculature of IS patients. These initial observations of immune cells and platelets could be further expanded within this thesis by flow cytometric analysis of local ischemic blood samples. Phenotyping of immune cells disclosed a yet unknown shift in the lymphocyte population towards CD4+ T cells and additionally corroborated the concept of an immediate intravascular immune response that is dominated by granulocytes. Furthermore, this thesis provides first-time evidence for the increased appearance of platelet-leukocyte-aggregates within the secluded human vasculature. Thus, interfering with immune cells and/or platelets already under occlusion might serve as a potential strategy to diminish infarct expansion and ameliorate clinical outcome after IS. N2 - Eine häufig auftretende Komplikation in der Behandlung des ischämischen Schlaganfalls ist der Ischämie/Reperfusion Schaden (I/R Schaden), welcher trotz der erfolgreichen Wiederherstellung der zerebralen Durchblutung durch ein paradoxes Fortschreiten des entstandenen Gewebeschadens charakterisiert ist. Dieses Phänomen wird durch das schädigende Zusammenspiel von Thrombozyten und inflammatorischen Zellen am vaskulären Endothel verursacht. Allerdings sind die räumlich-temporalen und molekularen Mechanismen dieser zellulären Interaktionen und deren Beteiligung am Infarktwachstum noch nicht vollständig verstanden. Daraus folgend, beabsichtigte diese Arbeit eben diese temporalen Mechanismen des fortschreitenden Infarktwachstums nach der zerebralen Gefäßwiedereröffnung aufzuklären. Die hier vorgestellten Daten implizieren, dass das anhaltende Fortschreiten des Gewebeschadens durch die Schädigung der Bluthirnschranke verursacht wird und somit unabhängig vom Auftreten sekundär gebildeter Thromben ist. In vorangegangenen Studien konnte die Freisetzung von thrombozytären Granula als molekularer Mechanismus, mit welchem Thrombozyten zum I/R Schaden beitragen, aufgedeckt werden. Basierend auf diesen Studien wurde in dieser Arbeit ein besonderes Augenmerk auf die Sekretion thrombozytärer Granula im Zusammenhang mit der Beeinträchtigung der endothelialen Barriere gelegt. Durch die Kombination eines in vitro Ansatzes mit einem murinen Model des ischämischen Schlaganfalls konnte gezeigt werden, dass α-Granula endothelialen Schaden verursachen, wohingegen deren Absenz (NBEAL2 Defizienz) zu einer verbesserten mikrovaskulären Integrität führte. Aufgrund dessen könnte das Adressieren der α-Granula als eine neuartige Therapieoption zum Erhalt der vaskulären Integrität und zur Verminderung des Infarktwachstums trotz Rekanalisation genutzt werden. Neuste Erkenntnisse enthüllten, dass die dem I/R Schaden zu Grunde liegenden Pathomechanismen bereits während des Verschlusses eines großen hirnversorgenden Gefäßes zu beobachten sind. Dies deutet darauf hin, dass der Verlust von penumbralem Gewebe unter Okklusion und I/R Schädigung während der Reperfusion im engen Zusammenhang stehen. Im Einklang hiermit konnten humane Daten eine Neutrophilen-dominierte Immunantwort und lokale Thrombozyten Aktivierung und deren Sekretion, anhand der Detektion der α-Granula Hauptkomponenten, im verschlossenen Gefäßsystem von ischämischen Schlaganfall Patienten nachweisen. Diese anfänglichen Beobachtungen konnten im Rahmen dieser Arbeit anhand durchflusszytometrischer Untersuchungen von lokal abgenommenen ischämischen Blutproben erweitert werden. Die Phänotypisierung von Immunzellen enthüllte eine bisher unbekannte Verschiebung der Lymphozyten Population hin zu CD4+ T-Zellen und bekräftigte zusätzlich das Konzept einer unmittelbaren intravaskulären Immunantwort, welche durch Granulozyten dominiert wird. Darüber hinaus konnte in dieser Thesis das erste Mal das erhöhte Auftreten von Thrombozyten-Leukozyten-Aggregaten in dem verschlossenen humanen Gefäßsystem nachgewiesen werden. Demzufolge könnte eine Beeinflussung von Immunzellen und/oder Thrombozyten bereits unter Okklusion als potentiell vielversprechende Strategie genutzt werden, um die Ausweitung des Infarktes einzuschränken und klinische Endpunkte nach einem ischämischen Schlaganfall zu verbessern. KW - Schlaganfall KW - Thrombozyt KW - Entzündung KW - Thrombo-inflammation KW - Ischemic stroke KW - Platelets KW - Inflamamtion KW - Immune cells KW - Vascular system Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-302850 ER -