Der ischämische Schlaganfall ist ein akutes Krankheitsbild mit großer medizinischer und sozioökonomischer Bedeutung. Eine zentrale Rolle in der Pathophysiologie spielt hierbei die Neurovaskuläre Einheit (NVU), deren wichtigste Funktion in der Gewährleistung der Blut-Hirn-Schranke (BBB) besteht. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der weiteren immunhistochemischen Charakterisierung vaskulärer und zellulärer Komponenten der NVU und der Analyse der BBB-Permeabilität beim thrombembolischen Schlaganfallmodell der Ratte. Darüber hinaus wird ein immunhistochemisches Verfahren entwickelt, mit dem FITC-Albumin und biotinyliertes Ratten-IgG in dauerhaft stabile Diaminobenzidin-Addukte überführbar sind, was anschließend die lichtmikroskopische Analyse in Serienschnitten und dadurch eine einfache volumetrische Quantifizierung permeabilitätsgestörter Areale erlaubt. 25 Stunden nach Induktion der Ischämie kann so im direkten Vergleich von ausgetretenem biotinylierten Ratten-IgG mit FITC-Albumin gezeigt werden, dass sowohl die qualitativ als auch quantitativ ermittelten Verteilungsmuster für beide Markersubstanzen identisch sind. Ein weiterer Schwerpunkt gilt der Fragestellung, ob bekannte negative Effekte der systemischen Thrombolyse mit rekombinantem Gewebsplasminogenaktivator (rtPA) auf die Integrität der BBB durch eine simultane Hyperbare Sauerstofftherapie (HBO) abgeschwächt werden können. Dabei wird durch die gezielte Untersuchung einzelner Gefäße im permeabilitätsgestörten Areal erstmalig demonstriert, dass HBO zu keiner Stabilisierung einer erhöhten BBB-Permeabilität beim thrombembolischen Schlaganfall der Ratte führt.

Der ischämische Schlaganfall ist ein akutes Krankheitsbild mit großer medizinischer und sozioökonomischer Bedeutung. Eine zentrale Rolle in der Pathophysiologie spielt hierbei die Neurovaskuläre Einheit (NVU), deren wichtigste Funktion in der Gewährleistung der Blut-Hirn-Schranke (BBB) besteht. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der weiteren immunhistochemischen Charakterisierung vaskulärer und zellulärer Komponenten der NVU und der Analyse der BBB-Permeabilität beim thrombembolischen Schlaganfallmodell der Ratte. Darüber hinaus wird ein immunhistochemisches Verfahren entwickelt, mit dem FITC-Albumin und biotinyliertes Ratten-IgG in dauerhaft stabile Diaminobenzidin-Addukte überführbar sind, was anschließend die lichtmikroskopische Analyse in Serienschnitten und dadurch eine einfache volumetrische Quantifizierung permeabilitätsgestörter Areale erlaubt. 25 Stunden nach Induktion der Ischämie kann so im direkten Vergleich von ausgetretenem biotinylierten Ratten-IgG mit FITC-Albumin gezeigt werden, dass sowohl die qualitativ als auch quantitativ ermittelten Verteilungsmuster für beide Markersubstanzen identisch sind. Ein weiterer Schwerpunkt gilt der Fragestellung, ob bekannte negative Effekte der systemischen Thrombolyse mit rekombinantem Gewebsplasminogenaktivator (rtPA) auf die Integrität der BBB durch eine simultane Hyperbare Sauerstofftherapie (HBO) abgeschwächt werden können. Dabei wird durch die gezielte Untersuchung einzelner Gefäße im permeabilitätsgestörten Areal erstmalig demonstriert, dass HBO zu keiner Stabilisierung einer erhöhten BBB-Permeabilität beim thrombembolischen Schlaganfall der Ratte führt.

Background: Patients who have suffered an acute ischemic stroke (AIS) and are smokers may have a better outcome following thrombolytic therapy when compared with non-smokers. While this finding is controversial, data on baseline clinical risk factors to predict treatment efficacy of thrombolytic therapy using ambulatory status in patients who suffered AIS and are smokers is not common. Methods: Between 2010 and 2016, retrospective data on patients who have suffered an AIS and received recombinant tissue plasminogen activator (rtPA) were obtained from Greenville health system registry. Assessment of clinical risk factors and the likelihood of an improvement in post-stroke ambulation among smokers and non-smokers was carried out using multivariate logistic regression. Results: Of 1001 patients, 70.8% were smokers and 29.2% non-smokers. Among the smokers and non-smokers, 74.6% and 84.6% improvement in ambulation respectively at discharge. The odds of improved ambulation decrease among smokers as age group increases compared to those below 50 [(60–69 years, aOR, 0.30, 95% C.I, 0.108–0.850, p < 0.05), (70–79 years aOR, 0.27, 95% C.I, 0.096–0.734, p < 0.05), (80+ years aOR, 0.16, 95% C.I, 0.057–0.430, P < 0.01). Patients with National Institute of Health Stroke Scale Score (NIHSS) score > 7 (reference <7) were 91% less likely to have improved ambulation among smokers and non-smokers (aOR, 0.09, 95% C.I, 0.055–0.155, P = 0.01), and (aOR, 0.08, 95% C.I, 0.027–0.214, P = 0.01) respectively. Atrial fibrillation was an independent predictor of decreased improvement in ambulation only among smokers (aOR, 0.58, 95% C.I, 0.356–0.928 P < 0.05). Conclusion: Our findings suggest that elderly smokers with atrial fibrillation would benefit more from aggressive management of atrial fibrillation than non-smokers.

Background: Clinical factors associated with exclusion from recombinant tissue plasminogen activator in both men and women are not completely understood. The aim of this study is to determine whether there is a gender difference in clinical risk factors that excluded ischemic stroke patients with a history of smoking from recombinant tissue plasminogen activator. Methods: Retrospective data from a stroke registry were analyzed, and multivariable linear regression models were used to determine gender differences. Logistic regression models determined exclusion clinical risk factors for thrombolysis in male and female acute ischemic stroke patients with a history of smoking, while sequentially adjusting for sociodemographic, clinical, and stroke-related variables. The Kaplan–Meier survival analysis was used to determine the exclusion probabilities of men and women with a history of smoking within the stroke population. Results: Of the 1,446 acute ischemic stroke patients eligible for recombinant tissue plasminogen activator, 379 patients with a history of smoking were examined, of which 181 received recombinant tissue plasminogen activator while 198 were excluded from receiving recombinant tissue plasminogen activator. Of the 198 patients, 75 females and 123 males were excluded from receiving recombinant tissue plasminogen activator. After multivariable adjustment for age, National Institutes of Health scores, and stroke-related factors, females who present with weakness/paresis on initial examination (OR = 0.117, 95% CI, 0.025–0.548) and men who present with a history of previous transient ischemic attack (OR = 0.169, 95% CI, 0.044–0.655), antiplatelet medication use (OR = 0.456, 95% CI, 0.230–0.906), and weakness/paresis on initial examination (OR = 0.171, 95% CI, 0.056–0.521) were less likely to be excluded from recombinant tissue plasminogen activator (thrombolysis therapy). Conclusions: In an ischemic stroke population with a history of smoking, female smokers are more likely to be excluded from thrombolysis therapy in comparison to men, even after adjustment for confounding variables.

L'efficacité du rtPA dans le traitement de l’ischémie aigue est bien reconnue avec des effets secondaires graves nécessitant l’évaluation d’autres stratégies. Un modèle d’ischémie cérébrale focale a été décrit, réalisé par injection in situ de thrombine. Dans notre première étude, nous avons utilisé l’imagerie par résonance magnétique multimodale pour documenter les lésions et les zones de pénombre dans ce modèle. Malgré une occlusion de l’artère reproductible et une hypoperfusion marquée chez tous les sujets, une reperfusion spontanée est constatée dans 38% des cas, rendant l’IRM incontournable dans l’évaluation de ce modèle. La deuxième étude a comparé l'efficacité d’un TAFI inhibiteur seul ou en combinaison avec le rtPA à faible dose. Nous avons montré que la combinaison du TAFI inhibiteur avec le rtPA à faible dose n'est pas aussi efficace que la dose standard de rtPA, avec une tendance positive, tandis que le TAFI inhibiteur seul n'est pas efficace du tout. Le modèle thromboembolique présente un intérêt particulier dans l'évaluation des stratégies thérapeutiques associées au rtPA pour améliorer la thrombolyse, surtout lorsqu'il est évalué par un suivi longitudinal en IRM / The benefit of recombinant tissue plasminogen activator (rtPA) treatment in stroke is well known with serious side effects requiring the evaluation of alternative strategies. Injection of thrombin in the middle cerebral artery of mice has been proposed as a new model of thromboembolic stroke. In the first study, we used multiparametric Magnetic Resonance Imaging (MRI), performed immediately after thrombin injection, to document occlusion and area at risk in this model. Despite similar MCA occlusion and marked hypoperfusion, half of animals showed a cortical lesion on DWI, while the other half demonstrated no or very limited lesion. Therefore, MRI measurement of basal lesion size is required to use this animal model in therapeutic studies. The second study compared efficacy between TAFI inhibitor alone and TAFI inhibitor in combination with low-dose rtPA. In conclusion, we showed that the combination of TAFI-I with low-dose rtPA is not as effective as the standard dose of rtPA, with a positive trend, while TAFI inhibition alone is not effective at all. The present thromboembolic model is of particular interest in assessing strategies rtPA association to improve thrombolysis, especially when coupled with longitudinal MRI assessment

Ces dernières années, alors qu’aucun agent neuroprotecteur n’a été efficace en clinique pour parer les dommages de l’ischémie cérébrale, le concept d’unité neurovasculaire (UNV) est apparu comme un nouveau paradigme pour l’investigation et le traitement des accidents vasculaires cérébraux ischémiques. La rupture de la barrière hémato-encéphalique (BHE) localisée au niveau des capillaires cérébraux, et ses corollaires l’œdème vasogénique et l’hémorragie intracérébrale, constituent des événements critiques de la maladie, et restreignent considérablement l’éligibilité des patients à la thrombolyse au rtPA, seul traitement de phase aiguë disponible actuellement en clinique. La complexité des intercommunications qui s’exercent au sein de l’UNV rend difficile l’appréhension de la dysfonction microvasculaire in vivo, soulignant l’importance des études in vitro pour compléter les connaissances dans ce domaine. C’est par cette approche combinée que les travaux effectués au cours de ce doctorat démontrent l’impact de la nécrose cérébrale sur la cinétique de la perte d’intégrité de la BHE au décours de la reperfusion. Cependant, même si l’endothélium microvasculaire demeure fonctionnel après un épisode ischémique dans un contexte non lésionel, il devient vulnérable à certaines molécules comme le rtPA dans une situation de thrombolyse. Ces résultats illustrent le rôle déterminant de l’environnement moléculaire périvasculaire sur la dysfonction de la BHE lors de l’ischémie cérébrale, et orientent les nouvelles stratégies thérapeutiques vers des approches ciblant la protection de l’ensemble de l’UNV. / In the recent years, while no neuroprotective agent was clinically effective in reducing brain ischemic damage, the neurovascular unit (NVU) concept emerged as a new paradigm for stroke investigation and treatment. The breakdown of the blood-brain barrier (BBB), localized in brain capillaries, with ensuing vasogenic edema and intracerebral hemorrhage, appears as a critical event of this disease, and severely restricts the eligibility of patients for rtPA thrombolysis, the only acute-phase treatment currently available. The complex intercommunications occurring within the NVU makes the microvascular dysfunction difficult to study in vivo, highlighting the importance of in vitro approaches to complete the knowledge in this field. In this context, the work done in this PhD demonstrates that brain tissue necrosis influences the kinetics of the loss of BBB integrity during reperfusion. However, even when the BBB remains functional in a non-lesional ischemic context, it becomes vulnerable to certain molecules such as rtPA in a thrombolysis situation. These results illustrate the key role of molecular perivascular environment on the BBB dysfunction during cerebral ischemia, and orientate new therapeutic strategies towards the protection of the entire NVU.