Spårämnen i blodet speglar vad som sker i hjärnan vid stroke

Genom att analysera små blåsor som hjärncellerna släpper ifrån sig för att kommunicera med omgivningen, mikrovesiklar, kartlägger forskare vid Lunds universitet vad som sker i hjärnan hos strokepatienter.

Gesine Paul-Visse, adjungerad professor vid Lunds universitet och överläkare vid Skånes universitetssjukhus har lett studien tillsammans med medförfattare till studien Andreas Enström, som ingår i hans doktorsavhandling. Foto: Ingemar Hultquist

Mikrovesiklar kan mätas i blodet och studien som publicerats i den vetenskapliga tidskriften Stroke, ökar förståelsen av stroke och öppnar dörrar för nya behandlingsstrategier.

Idag finns bara ett läkemedel att ge i det akuta skedet vid blodpropp i hjärnan, ischemisk stroke, och det måste sättas in snabbt, inom ett par timmar från det att en stroke inträffat.

En av utmaningarna i jakten på nya behandlingar är svårigheten att studera hjärncellernas reaktioner under pågående stroke. Men nu har forskare vid Lunds universitet funnit ett innovativt sätt att avkoda hjärnans miljö genom biomarkörer i blodet.

Avlyssnar hjärncellernas språk via blodet

I studien analyserade forskarna blodprover från 39 patienter som drabbats av akut stroke, och en lika stor kontrollgrupp. Forskarna har studerat mikrovesiklar från hjärnans pericyter, celler som sitter intill blodkärlsväggen. Dessa celler reagerar snabbt på syrebristen som uppstår vid en stroke och skickar vidare viktiga signaler till andra celler.

Mikrovesiklar är små blåsor, som släpps ut av pericytcellerna, och innehåller viktiga signalämnen som används för att koordinera hjärnans aktiviteter och kroppens funktioner. De kan resa långa distanser i kroppen genom blodet och bär med sig information, som har betydelse för hur kroppen reagerar vid en stroke.

– Mikrovesiklarnas innehåll hjälper oss att förstå hjärncellers signaler vid olika tidpunkter efter stroke. De kan användas som biomarkör och ger alltså information om kommunikationen mellan cellerna. Förenklat kan man säga att vi kikar in i hjärnan genom att avlyssna hjärncellernas språk via blodet, säger Gesine Paul-Visse, adjungerad professor vid Lunds universitet och överläkare vid Skånes universitetssjukhus som lett studien.

Studien har genomförts i nära samarbete med Arne G Lindgren, professor vid Lunds universitet, överläkare vid Skånes universitetssjukhus och ansvarig för Lund Stroke Register.

650 kilometer blodkärl i hjärnan

– Vi har ungefär 650 kilometer blodkärl i hjärnan och pericyter är som väktare, med ansvar för utbytet som sker mellan det som transporteras i blodet och det som far komma in i hjärnan. De har en viktig funktion i att skydda och stabilisera blod-hjärnbarriären, som fungerar som en brandvägg kring hjärnan. Pericyterna är också de celler som sätter i gång nybildning av blodkärl efter stroke, förklarar Andreas Enström, som är medförfattare till studien som ingår i hans doktorsavhandling.

Vid en stroke lämnar pericyterna blodkärlen, vilket förvärrar nedbrytningen av blod-hjärnbarriären. Forskarna visar att mängden mikrovesiklar från pericyterna ökar i blodet hos patienter som fått ischemisk stroke. Vid första mätningen, 0-6 timmar efter stroken, hade strokepatienterna och kontrollgruppen i stort samma mängd mikrovesiklar i blodet. Däremot, 12-24 timmar efter stroken, ökade mängden mikrovesiklar signifikant hos de som drabbats av stroke, jämfört med kontrollgruppen. Ökningen låg kvar på samma nivåer vid mätningen som gjordes 2-6 dagar efter stroken. Analyser av mikrovesiklarnas innehåll visar att även det förändrades över tid.

– Efter ett tag skickar pericyterna signaler som påverkar inflammation men även återuppbyggnad av blodkärlen. Att identifiera potentiellt skadliga signaler som förmedlas från pericyter och blockera deras frisättning vid stroke är en möjlighet att i framtiden kunna utveckla nya behandlingar som skulle kunna bromsa skadeutvecklingen vid stroke, säger Andreas Enström.

Forskarna planerar nu att utvidga sina studier för att inkludera andra celltyper i hjärnan och undersöka deras kommunikation under en stroke. Deras mål är att identifiera potentiella terapeutiska mål som kan användas för att minska skador och förbättra överlevnaden vid stroke.

– Det här öppnar nya möjligheter för forskare att studera stroke och vi hoppas att kunskapen om vad som sker i hjärnan på molekylär nivå på sikt ska kunna förbättra prognosen för de som drabbas. Vi vill nu undersöka kommunikationen från andra celltyper vid stroke i ett större material, säger Gesine Paul-Visse

Publikation
“Pericyte Microvesicles as Plasma Biomarkers Reflecting Brain Microvascular Signaling in Patients With Acute Ischemic Stroke”, Stroke feb 2024