The role of reactive gliosis in post-stroke secondary neurodegeneration in mice

Sjöberg, Hugo

Reaktiv glios och dess effekt på sekundär neurodegeneration hos möss

Abstract

The consequences of stroke include not only the loss of function due to neuronal death in the infarcted area but also secondary neurodegeneration in the adjacent and remote parts of brain. To better understand the role of astrocytes in stroke-related neurodegeneration we studied the deposition of the neurodegeneration marker amyloid- peptide ( ), neuroinflammation in terms of microglia activation and neuronal density in the thalamus of the genetically ablated GFAP-/-Vim -/- mice (a model of attenuated reactive gliosis) 7 weeks after the photothrombotic cortical stroke induction. GFAP-/-Vim -/- mice showed an increased deposition in the ipsilateral lateral dorsal (LD) thalamic nucleus (versus the contralateral LD nucleus) compared to wildtype (WT) mice, as assessed with immunohistochemistry. The number of microglia cells in the same nucleus did also increase in the GFAP-/-Vim -/- mice to a greater level than in the WT mice, while the neuronal density showed comparable decrease in both groups after stroke. These results suggest that reactive gliosis may play a protective role by preventing neurodegeneration at later stages after stroke, namely by decreasing deposition in the thalamus 7 weeks after induced cortical infarct.

Degree

Student essay

Other description

Stroke är idag en av de mest förekommande orsakerna till död och funktionsnedsättning. Den vanligaste formen av stroke är ischemisk stroke, så som av blodproppar i hjärnans kärl då hjärnvävnad skadas av syrebrist som följd. Effekterna av en stroke kan fortskrida efter att skadan är skedd och även sprida sig till andra delar av hjärnan i vad som kallas sekundär neurodegeneration (SND). Idag kan vi behandla ischemin genom att återställa blodtillförseln genom blodförtunnande läkemedel eller att operativt ta bort proppar. Sedan kan vi rehabilitera med träning för att öka återhämtningen av funktion. Vi har inget direkt sätt att påverka hjärnans förmåga att ta över funktioner som förlorats. via läkemedel som annars skulle kunna underlätta funktionsåterkomst. Astrocyter är den vanligaste typen av gliaceller i hjärnan; hjälparceller som stöder, skyddar och håller den kemiska balansen i hjärnan. Dessa astrocyter reagerar på en skada genom att kraftigt ändra vilke gener i cellen som uttrycks i vad som kallas en reaktiv glios, vilket i akutskedet av ischemisk stroke skyddar hjärnan från ytterligare skada genom att bla kapsla in toxiska ämnen som bildas när celler dör. Studier har visat att även om denna reaktion skyddar hjärnan i akutskedet så kan den också hindra nybildandet av nervceller. Man kan alltså tänka sig att på rätt sätt och vid rätt tidpunkt med läkemedel dämpa denna reaktiva glios för att förbättra återhämtningen efter en stroke. Vilken betydelse reaktiv glios har för utvecklandet av SND efter ischemisk stroke är inte känt. Som ett steg i denna forskning tittade vi här på möss som inte har genetiska förutsättningar att bilda protein nödvändiga för att gå i reaktiv glios, vid 7 veckor efter en skada som ska efterlikna en ischemisk stroke. Vi använde cellinfärgning för att analysera markörer som är kopplade till neurodegeneration: ß-amyloid (AP) som ökar i de vanligaste formerna av demens; en annan markör som uttrycks i makrofager och mikroglia (immunceller som "äter upp" och bryter ner främmande eller skadliga ämnen och kommunicerar med resten av immunförsvaret) och kan påvisa inflammation; och en markör för nervceller; för att se om mössen hade större förlust av dessa celler. Vi visade på en ökad mängd AF efter stroke hos möss som inte kunde gå i reaktiv glios och mer inflammation (fler makrofager i skadade sidan jämfört med den oskadade sidan). Det här tolkar vi som att astrocyternas förmåga att gå i reaktiv glios påverkar SND och inflammation i avlägsna delar av hjärnan även i det här senare skedet, efter 7 veckor. Den här informationen kan vara viktig att väga in när man ser till nyttan och risken med framtida potentiella behandlingar efter stroke. Fler studier behövs för att kartlägga den långtgående effekten av reaktiv glios på SND efter ischemisk stroke.

Date

2021-08-05

Author

Sjöberg, Hugo

Series/Report no.

Examensarbete 30 Hp, Läkarprogrammet

Student Essay

Language

eng

Metadata

Show full item record