Warum es manchen Patienten nach einem Schlaganfall besser geht als anderen

Warum erholen sich manche Schlaganfallpatienten besser als andere? Eine neue Studie zeigt, dass sich nach der Entfernung eines Blutgerinnsels weitere Mikrothromben in den kleinen Hirngefäßen bilden können. Eine mögliche Rolle dabei spielt der Von-Willebrand-Faktor, dessen Aktivität durch Entzündungsprozesse beeinflusst werden könnte.

Es bildet sich ein Blutgerinnsel. Der Blutfluss zum Gehirn wird blockiert. Da sie keinen Sauerstoff mehr erhalten, beginnen Nervenzellen abzusterben. Dieses Szenario – bekannt als ischämischer Schlaganfall – ereignet sich täglich bei rund 21.000 Menschen weltweit und birgt die Gefahr langfristiger Behinderungen oder sogar des Todes. In den letzten Jahrzehnten haben Medikamente und mechanische Verfahren zur Entfernung von Blutgerinnseln die Schlaganfallbehandlung revolutioniert.

Doch selbst wenn das Gerinnsel beseitigt und das Gefäß wieder frei ist, erholen sich bis zu 50 Prozent der Betroffenen neurologisch nicht mehr vollständig. Neue Forschungsergebnisse der University of Colorado (CU) Boulder (USA) und der Universität Antwerpen (Belgien) liefern nun einen Erklärungsansatz dafür.

Die in der Fachzeitschrift „PNAS“ veröffentlichte Studie zeigt mit hoher Detailgenauigkeit, wie sich die körpereigenen Abwehrmechanismen gegen den Schlaganfall ins Gegenteil verkehren können: Sie lösen weitere Gerinnsel – sogenannte Mikrothromben – in kleineren Gefäßen aus und schädigen das Gewebe noch lange, nachdem die ursprüngliche Ursache beseitigt wurde.

„Wir können nun erklären, warum so viele dieser Patienten keine neurologischen Verbesserungen zeigen“, berichtet Mitautor Debanjan Mukherjee, Assistenzprofessor für Maschinenbau an der CU Boulder. „Unsere Ergebnisse weisen zudem auf einen neuen potenziellen Ansatzpunkt für Therapien hin, die für Schlaganfallpatienten von großer Bedeutung sein könnten.“

„No-Reflow-Phänomen“ erschwert die Erholung nach Schlaganfall

Medizinern ist schon lange bekannt, dass die Entfernung des für den Schlaganfall verantwortlichen Gerinnsels nicht immer den vollständigen Blutfluss zum Gehirn wiederherstellt. Warum dieses als „No-Reflow“ (Ausbleiben der Wiederperfusion) bekannte Phänomen auftritt, blieb jedoch ein Rätsel.

Um dieses Rätsel zu lösen, tat sich Mukherjee, der die Physik des Blutflusses erforscht, mit dem leitenden Autor Frederik Denorme zusammen. Denorme ist Assistenzprofessor für Biologie an der Universität Antwerpen und untersucht – wie er es nennt – das „Leben nach dem Gerinnsel“. „Früher galt die Lehrmeinung, dass man lediglich das Blutgerinnsel beseitigen müsse und damit alle Probleme gelöst seien“, erklärt Denorme. „Heute wissen wir, dass das nicht der Fall ist.“

Tatsächlich erholt sich nur etwa einer von zehn Schlaganfallpatienten, die den Anfall überleben, vollständig; 25 Prozent behalten leichte Beeinträchtigungen zurück, und die Hälfte leidet unter mittelschweren bis schweren Einschränkungen.

Um genau zu untersuchen, welche Vorgänge im Gehirn nach der Entfernung eines Gerinnsels ablaufen, untersuchte das Forschungsteam zunächst Mäuse. Mithilfe der sogenannten Intravitalmikroskopie beobachteten sie in Echtzeit den Blutfluss im Gehirn sowie das Verhalten der Zellen in der Stunde nach einer endovaskulären Thrombektomie – einem Verfahren, bei dem ein Instrument durch ein Blutgefäß geführt wird, um ein blockierendes Blutgerinnsel zu entfernen.

Obwohl das Blut nach dem Eingriff rasch wieder zu fließen begann, stellten die Forschenden zu ihrem Erstaunen fest, dass der Fluss bei vielen Mäusen ungeordnet und ruckartig verlief und an bestimmten Stellen sogar die Richtung wechselte. „Wir haben es mit eigenen Augen gesehen: Blut, das nach links floss, strömte plötzlich nach rechts und umgekehrt“, berichtet Denorme.

Der Von-Willebrand-Faktor – Ein Protein mit zwei Gesichtern

Bei genauerer Betrachtung zeigte sich: Während das Gehirn versuchte, den Blutfluss an dem ursprünglichen Verschluss vorbei umzuleiten, bildeten sich winzige Gerinnsel an den Stellen, wo die unregelmäßig verlaufenden Kanäle aufeinandertrafen.

Um der Ursache für die Bildung dieser Gerinnsel auf den Grund zu gehen, stellte Mukherjees FLOWLab dieses Szenario mittels Computersimulationen nach. In anderen Forschungsarbeiten simulierte sein Labor ähnliche Vorgänge mithilfe eines künstlichen 3D-Gehirnmodells, das mit künstlichem Blut gefüllt war.

Diese Experimente rückten den Von-Willebrand-Faktor in den Fokus – ein Protein, das vor allem dafür bekannt ist, Blutungen bei Schnittverletzungen zu stoppen. Im Ruhezustand, so erklärt Mukherjee, ist der Von-Willebrand-Faktor wie ein Garnknäuel in den Blutgefäßen aufgewickelt. Er wartet auf Notsignale des Körpers, die ihn dazu veranlassen, sich zu strecken und Gerinnsel zu bilden, um Blutungen zu stoppen.

Bei einem Schlaganfall jedoch sorgt ein anderer Mechanismus dafür, dass sich das Knäuel entfaltet. „Wenn nach der Entfernung des ursprünglichen Gerinnsels bestimmte Strömungsbewegungen der Flüssigkeit auftreten, kann sich das Knäuel zu einem langen Faden strecken. Dieser zieht Blutplättchen an, bildet neue Gerinnsel und blockiert den Blutfluss – selbst nachdem das ursprüngliche Gerinnsel bereits beseitigt wurde“, erläutert Mukherjee.

Gleichzeitig zeigt die Studie, dass die entzündliche Reaktion des Gehirns auf den Stress jene Schutzmechanismen beeinträchtigt, die normalerweise die gerinnungsfördernde Aktivität des Proteins im Zaum halten. Es entsteht das, was die Autorinnen und Autoren als „perfekten Sturm“ an Kollateralschäden bezeichnen.

Weitere Experimente, bei denen Blutproben von Schlaganfallpatienten an der University of Washington in St. Louis (USA) untersucht wurden, deuten darauf hin, dass ein ähnliches Phänomen auch beim Menschen auftritt. „Wir sind die Ersten, die tatsächlich zeigen konnten, was in dieser hyperakuten Phase des Schlaganfalls mit diesen Zellen im Inneren der Blutgefäße geschieht“, sagt Denorme. „Man muss es sehen, um es zu glauben.“

Entzündung bringt die Gerinnung aus dem Gleichgewicht

Es bedarf weiterer Forschung, um zu klären, warum das „No-Reflow-Phänomen“ bei einigen Schlaganfallpatienten auftritt, bei anderen hingegen nicht. Die Studie ergab jedoch, dass Patienten mit erhöhten Werten des entzündungsfördernden Botenstoffs Interleukin-6 eine stärkere Überaktivität des Von-Willebrand-Faktors aufwiesen und schlechtere Langzeitergebnisse zeigten.

Die Forschenden hoffen auf eine Zukunft, in der Schlaganfallpatienten zusätzlich zu gerinnungsauflösenden Medikamenten und chirurgischen Eingriffen auch Therapeutika erhalten, die gezielt auf den Von-Willebrand-Faktor oder die entzündungsfördernden Stoffe wirken, welche dessen gerinnungsfördernde Eigenschaften verstärken. Es existieren bereits verschiedene Medikamente, die am Von-Willebrand-Faktor ansetzen und für die Behandlung anderer Erkrankungen zugelassen sind. „Es ist noch ein frühes Stadium. Doch da wir nun einen Anhaltspunkt dafür haben, was diese Mikrogerinnsel verursacht, eröffnet sich uns ein vielversprechender neuer Ansatz, um die Genesung zu verbessern“, zeigt sich Denorme hoffnungsvoll.

(lj/BIERMANN)

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