Zerebrovaskuläre Erkrankungen wie Schlaganfall, intrazerebrale Blutungen oder vaskuläre Demenz sind eine wichtige und häufige Ursache für Morbidität und Mortalität in den heutigen Industrienationen. Neben der Durchführung klinischer Studien – liegt unser Schwerpunkt im experimentellen Bereich vor allem im Verständnis pathophysiologischer Prozesse nach zerebraler Ischämie und der Förderung von Regeneration und Wiederaufbau des geschädigten Gewebes. Alle Zellen sind eingebettet in eine Matrix die aus spezifischen Molekülen besteht und die in der Interaktion zwischen Neuronen, Endothelzellen, Astrozyten und Mikroglia des Gehirns vielfältig eingebunden sind.

Nach Schädigung von Hirnarealen werden neuronale Progenitorzellen aktiviert, welche sich zu ausdifferenzierten neuronalen Zellen weiterentwickeln. Diese wirken sich neuroprotektiv und wachstumsstimulierend auf die geschädigten Hirnareale aus. Die Idee liegt daher nahe, durch Gabe von Stammzellen die zerstörten Zellen, z.B. in einem Schlaganfallmodell, zu ersetzen. Als Modell chronischer vaskulärer Schädigungen und Modell einer vaskulären neurodegenerativen Erkrankung haben wir ein cerebrales amyloid Mausmodell (CAA-Modell) in unserem Labor etabliert, welches ß-Amyloid nicht nur im Hirnparenchym entwickelt (wie andere Alzheimer-Modelle) sondern auch eine relevante Amyloid Ablagerung in den Gefäßen aufweist. Aktuelle Studien legen nahe, dass es zu einer stärkeren Vermischung pathophysiologischer Prozesse bei der Neurodegeneration kommt als bisher angenommen und es einen „cross-talk“ zwischen Amyloid, Gefäßschädigungen und Neurodegeneration gibt.

1. Welche Rolle spielen Matrix-Metalloproteinasen in der Schädigung und Regeneration beim Schlaganfall?
2. Wie verhalten sich Eisenoxidpartikel-markierte Stammzellen nach Gefäßinjektion beim geschädigten Gehirn und kann deren Mobilität, Homing und Verbleib im Gehirn mittels 9.4T MRT in-vivo beobachtet werden?
3. Sind in Longitudinal Untersuchungen im CAA Modell Effekte auf eine ß-Amyloid- Gefäß Interaktion nachzuweisen und wenn lassen sich diese therapeutisch beeinflussen?
4. Ist durch die Anwendung von transkraniellem Ultraschall bzw. HIFU-Verfahren (High Intensity Focused Ultrasound) Effekte auf die Blut-Hirn-Schranke, Transportprozesse oder auch Regenerationsprozesse mittels Hochfeld-MRT zu beobachten und zu beeinflussen?

1. Reuter B, Rodemer C, Grudzenski S, Meairs S, Bugert P, Hennerici MG, Fatar M. Effect of simvastatin on mmps and timps in human brain endothelial cells and experimental stroke. Transl Stroke Res. 6:156-159; 2015.
2. Reuter B, Grudzenski S, Chatzikonstantinou E, Meairs S, Ebert A, Heiler P, Schad LR, Staufenbiel M, Hennerici MG, Fatar M. Thrombolysis in experimental cerebral amyloid angiopathy and the risk of secondary intracerebral hemorrhage. Stroke. 45:2411-2416; 2014.
3. Baier S, Krämer P, Grudzenski S, Fatar M, Kirsch S, Schad LR. Chlorine and sodium chemical shift imaging during acute stroke in a rat model at 9.4 tesla. MAGMA. 27:71-79;2014.
4. Ansar S, Chatzikonstantinou E, Wistuba-Schier A, Mirau-Weber S, Fatar M, Hennerici MG, Meairs S. Characterization of a new model of thromboembolic stroke in c57 black/6j mice. Transl Stroke Res. 5:526-533; 2014.
5. Reuter B, Rodemer C, Grudzenski S, Couraud PO, Weksler B, Romero IA, Meairs S, Bugert P, Hennerici MG, Fatar M. Temporal profile of matrix metalloproteinases and their inhibitors in a human endothelial cell culture model of cerebral ischemia. Cerebrovasc Dis. 35:514-520;2013.
6. Alonso A, Reinz E, Leuchs B, Kleinschmidt J, Fatar M, Geers B, Lentacker I, Hennerici MG, de Smedt SC, Meairs S. Focal delivery of aav2/1-transgenes into the rat brain by localized ultrasound-induced bbb opening. Mol Ther Nucleic Acids. 2:e73; 2013.
7. Schwarzbach CJ, Schaefer A, Ebert A, Held V, Bolognese M, Kablau M, Hennerici MG, Fatar M. Stroke and cancer: The importance of cancer-associated hypercoagulation as a possible stroke etiology. Stroke. 43:3029-3034; 2012.
8. Kreisel SH, Stroick M, Reuter B, Senn E, Hennerici MG, Fatar M. Mmp-2 concentrations in stroke according to etiology: Adjusting for enzyme degradation in stored deep-frozen serum and other methodological pitfalls. J Clin Neurosci. 19:1564-1567; 2012.
9. Fatar M, Stroick M, Griebe M, Marwedel I, Kern S, Bieback K, Giesel FL, Zechmann C, Kreisel S, Vollmar F, Alonso A, Back W, Meairs S, Hennerici MG. Lipoaspirate-derived adult mesenchymal stem cells improve functional outcome during intracerebral hemorrhage by proliferation of endogenous progenitor cells stem cells in intracerebral hemorrhages. Neurosci Lett. 443:174-178; 2008.
10. Giesel FL, Stroick M, Griebe M, Tröster H, von der Lieth CW, Requardt M, Rius M, Essig M, Kauczor HU, Hennerici MG, Fatar M. Gadofluorine m uptake in stem cells as a new magnetic resonance imaging tracking method: An in vitro and in vivo study. Invest Radiol. 41:868-873; 2006.