Ruolo delle alterazioni mitocondriali indotte dall'ipossia nella patogenesi della malattia di alzheimer

Le alterazioni della funzionalità mitocondriale detengono un ruolo cruciale nella patogenesi della malattia di Alzheimer (AD), sostenendo il processo neurodegenerativo attraverso meccanismi quali la riduzione della disponibilità energetica e la iperproduzione di ROS. Alle numerose ipotesi di patogenesi dell’AD, si è recentemente affiancata la cosiddetta ipotesi vascolare. Nei soggetti AD è stata riscontrata una significativa riduzione della disponibilità di ossigeno a livello neuronale (ipossia neuronale). Da numerosi studi è poi emerso che l’ipossia gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo dell’AD contribuendo a più vie patogenetiche contemporaneamente. Tuttavia, non sono stati ancora chiariti tutti i meccanismi attraverso cui l’ipossia esplica la sua azione di danno. Lo scopo di questo studio è stato quello di contribuire a chiarire il ruolo patologico dell’ipossia nell’AD, analizzando principalmente le alterazioni della funzionalità mitocondriale indotte dalla riduzione della disponibilità di ossigeno. Nella prima fase dello studio cellule PC12 sono state coltivate in presenza di β-amiloide e ipossia. In questo modello abbiamo osservato un potenziamento dei fenomeni di deplezione dell’ATP e di generazione delle ROS indotti dalla Aβ quando anche l’ipossia era presente come fonte di danno cellulare, ipotizzando per i due fattori un effetto congiunto di tipo additivo. Nella seconda fase abbiamo esposto all’ipossia fibroblasti prelevati da pazienti AD portatori di mutazioni a carico dei geni APP e PSEN. La presenza di mutazioni predisponenti ad un fenotipo AD era in grado di determinare un danno bioenergetico e ossidativo. Le alterazioni bioenergetiche riscontrate in normossia risultavano ulteriormente potenziate quando i fibroblasti erano coltivati in ipossia, mentre lo stato di stress ossidativo veniva evidenziato solo in condizioni ipossiche. Sulla base dei risultati finora conseguiti si può ipotizzare che uno dei meccanismi attraverso cui l’ipossia esplica la sua azione di danno nella AD, possa essere dovuto alla capacità di potenziare ulteriormente le alterazioni della funzionalità mitocondriale.

Numerical modelling of fluid-structure interaction with application in hemodynamics

The thesis deals with numerical algorithms for fluid-structure interaction problems with application in blood flow modelling. It starts with a short introduction on the mathematical description of incompressible viscous flow with non-Newtonian viscosity and a moving linear viscoelastic structure. The mathematical model consists of the generalized Navier-Stokes equation used for the description of fluid flow and the generalized string model for structure movement. The arbitrary Lagrangian-Eulerian approach is used in order to take into account moving computational domain. A part of the thesis is devoted to the discussion on the non-Newtonian behaviour of shear-thinning fluids, which is in our case blood, and derivation of two non-Newtonian models frequently used in the blood flow modelling. Further we give a brief overview on recent fluid-structure interaction schemes with discussion about the difficulties arising in numerical modelling of blood flow. Our main contribution lies in numerical and experimental study of a new loosely-coupled partitioned scheme called the kinematic splitting fluid-structure interaction algorithm. We present stability analysis for a coupled problem of non-Newtonian shear-dependent fluids in moving domains with viscoelastic boundaries. Here, we assume both, the nonlinearity in convective as well is diffusive term. We analyse the convergence of proposed numerical scheme for a simplified fluid model of the Oseen type. Moreover, we present series of experiments including numerical error analysis, comparison of hemodynamic parameters for the Newtonian and non-Newtonian fluids and comparison of several physiologically relevant computational geometries in terms of wall displacement and wall shear stress. Numerical analysis and extensive experimental study for several standard geometries confirm reliability and accuracy of the proposed kinematic splitting scheme in order to approximate fluid-structure interaction problems.

Vergleich der retinalen und dermalen mikrovaskulären endothelialen Funktion bei Gesunden, Insulinresistenten und Typ-2-Diabetikern

Die vorliegende klinische Studie hatte zum Ziel, die mikrovaskuläre Endothelfunktion retinaler und dermaler Gefäße von Insulinresistenten und Typ 2- Diabetikern ohne Zeichen einer diabetischen Retinopathie mit einer gesunden insulinsensitiven nicht-diabetischen Kontrollgruppe hinsichtlich früher morphologischer und funktioneller Veränderungen zu vergleichen.rnrnMethode:rnEs wurden 54 Patienten ohne Nachweis einer diabetischen Retinopathie eingeschlossen und in 3 Gruppen entsprechend ihren metabolischen Ergebnissen eingeteilt: 1.) Gruppe K (Kontrollgruppe) setzte sich aus gesunden, nicht-diabetischen, insulin-sensitiven rn(HOMA ≤ 2) Probanden mit einem BMI ≤ 28 kg/m2 zusammen; 2.) Gruppe IR bestand aus den nicht-diabetischen, insulin-resistenten (HOMAs > 2), übergewichtigen Patienten mit einem BMI > 28 kg/m2 und 3.) Gruppe DM war definiert als Patienten mit einem manifesten Typ 2-Diabetes mellitus.rnrnDie mikrovaskuläre Funktion der Retina wurde mittels eines Laserdoppler-Verfahrens (Heidelberg Retina Flowmeter) untersucht und hierbei der retinale Blutfluss und das Verhältnis der Gefäßwand zum Lumen (WLR, wall-to-lumen-ratio) basal und nach Flickerlicht-Stimulation (10 Hz, Photo Stimulator 750) gemessen. Letzterer gilt als Marker für vaskuläre Schädigung. rnZusätzlich wurde die dermale Mikrozirkulation (Blutfluss, O2-Sättigung) als weiterer Faktor der mikrovaskulären Endothelfunktion in den 3 Studiengruppen untersucht und miteinander verglichen.rnErgebnisse:rnEs zeigte sich kein signifikanter Unterschied des retinalen Blutflusses zwischen den 3 Gruppen weder basal noch nach Flickerlicht-Stimulation. Es zeigte sich keine Korrelation zwischen der mikrovaskulären Funktion der Haut und der Retina. rnDie arterielle WLR zeigte nur geringe Unterscheide zwischen den 3 Gruppen.rnrnMit zunehmendem Grad der Insulinresistenz wurde jedoch eine Reduktion des basalen als auch des flickerlicht-stimulierten retinalen Blutflusses deutlich, dabei zeigte sich unerwarteter Weise eine Abnahme der WLR.rnrnDer (prä-ischämische) muskuläre Blutfluss war in der IR-Gruppe signifikant geringer als in der K-Gruppe. Auch war die postischämische dermale O2-Sättigung in der DM und IR-Gruppe signifikant niedriger im Vergleich zur K-Gruppe. Jedoch war die postischämische hyperämische dermale Reaktion in der IR und DM-Gruppe nur geringgradig weniger als in der K-Gruppe. rnrnSchlussfolgerung:rnEine Korrelation zwischen der Entwicklung der Insulinresistenz und retinaler sowie dermaler mikrovaskulärer endothelialer Funktion wurde bei der Studie deutlich. Mithilfe des neuen Verfahrens der Laser Scanner Flowmeter zur Messung der retinalen Endothelfunktion lassen sich sehr frühe morphologische Veränderungen des mikrovaskulären Blutflusses erfassen. rnDie fehlende Korrelation zwischen retinaler und dermaler mikrovaskulärer Funktion als auch die geringen Unterschiede der WLR sollte Gegenstand weiterer Studien seinrn

Untersuchung der Pharmakokinetik von Ciprofloxacin und Piperacillin bei Intensivpatienten mit kontinuierlichen Hämodialyseverfahren

Infektionen zählen bei hämodialysepflichtigen Intensivpatienten zu den häufigsten Todesursachen. Um die Wirksamkeit und Sicherheit der Antibiotikatherapie zu verbessern, müssen verschiedene Faktoren, zum Beispiel die Pharmakodynamik und Pharmakokinetik des Antibiotikums, die Art des Hämodialyseverfahrens, die Art des Dialysefilters und der Zustand des Patienten berücksichtigt werden. Im Rahmen einer klinischen Studie wurde die antibiotische Wirkung von Piperacillin und Ciprofloxacin bei kontinuierlichen Hämodialyseverfahren mittels pharmakokinetischer Methoden bestimmt.Für die klinische Studie wurde eine HPLC-Methode mit kombinierter Festphasenextraktion (SPE) entwickelt und nach den Grenzwerten der EMA Guideline on Bioanalytical Method Validation validiert. Die Methode erwies sich für die gleichzeitige Bestimmung von Piperacillin und Ciprofloxacin in Plasma- und Dialysatproben als valide und zuverlässig. Die ermittelten Konzentrationen der beiden Antibiotika wurden für die Berechnung der pharmakokinetischen Parameter verwendet.In der klinischen Studie wurden bei 24 Intensivpatienten mit kontinuierlicher venovenöser Hämodialyse (CVVHD) bzw. kontinuierlicher venovenöser Hämodiafiltration (CVVHDF), bei denen Piperacillin/Tazobactam, Ciprofloxacin oder eine Kombination dieser Antibiotika indiziert war, die Antibiotikakonzentrationen im Plasma und Dialysat im Steady State gemessen. Unmittelbar vor einer Antibiotikainfusion (0 min) wurde ein Volumen von sechs Milliliter Blut entnommen. Weitere Blutentnahmen erfolgten 30 Minuten nach der Infusion sowie nach 1, 2, 3, 4, 8, 12 und 24 Stunden. Sobald ein Filtratbeutel ausgetauscht wurde, wurden parallel zu den Blutproben Dialysatproben entnommen. Die Konzentrationen von Piperacillin und Ciprofloxacin wurden nach der Festphasenextraktion aus den Plasmaproben mit der validierten HPLC-Methode innerhalb von 15 Minuten zuverlässig bestimmt. Neben den gemessenen Plasmakonzentrationen (Cmax, Cmin) wurden pharmakokinetische Parameter wie t0,5, VdSS, AUC, Cltot, ClCRRT und Clextrarenal berechnet. Für Piperacillin wurde untersucht, ob die Plasmaspiegel der Patienten für das gesamte Dosierungsintervall oberhalb der geforderten vierfachen MHK von 64 mg/l liegen. Für Ciprofloxacin wurde untersucht, ob die aus gemessenen Plasmaspiegeln berechnete AUC den Quotienten aus AUC und MHK (=AUIC) ≥ 125 h erfüllt.Bei zehn der 21 mit Piperacillin behandelten Patienten lagen die Plasmaspiegel unterhalb der angestrebten Konzentration von 64 mg/l für das gesamte Dosierungsintervall. Das Patientenkollektiv wies eine große interindividuelle Variabilität auf. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % waren 26 - 70 % der Patienten unterdosiert. In der Gruppe der mit Ciprofloxacin behandelten Patienten wurde die angestrebte AUIC von 125 h nur bei neun der 20 Patienten erreicht. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % waren 29 - 76 % der Patienten unterdosiert. Die kontinuierlichen Nierenersatzverfahren hatten nur einen geringen Anteil an der totalen Clearance der untersuchten Antibiotika. Während die Clearance des kontinuierlichen Nierenersatzverfahren bei Piperacillin für ein Drittel der Arzneistoffelimination verantwortlich war, trug diese im Fall von Ciprofloxacin lediglich zu 16 % zur Arzneistoffelimination bei.Die Dosierung von Piperacillin/Tazobactam bzw. Ciprofloxacin sollte bei kritisch kranken Intensivpatienten mit kontinuierlicher Hämodialyse mindestens 4 mal 4/0,5 g pro Tag bzw. 2 mal 400 mg pro Tag betragen. Diese Empfehlungen sind insbesondere für die verwendeten Dialyseverfahren und -bedingungen zutreffend. Zur weiteren Optimierung der Antibiotikatherapie ist ein Therapeutisches Drug Monitoring empfehlenswert.

Analisi dei fattori che influenzano la crescita delle arterie polmonari nei pazienti con cuore funzionalmente univentricolare sottoposti ad anastomosi cavo-polmonare bidirezionale

La BCPA e’ ormai utilizzata routinariamente come stadio intermedio della palliazione di Fontan nel trattamento dei cuori funzionalmente univentricolari e si conferma intervento a ridotta mortalità e morbilità. La crescita delle arterie polmonari dopo BCPA è abbastanza variabile ed imprevedibile, le dimensioni indicizzate dei rami principali sembrano tendenzialmente ridotte, tranne quelle dell’arteria lobare inferiore destra, la quale beneficerebbe del flusso preferenziale della BCPA. Proprio i pazienti con arterie polmonari più piccole mostrerebbero un maggior incremento di dimensioni delle stesse dopo BPCA. Il ruolo ed i vantaggi del flusso accessorio nella BCPA sono ancora da definire; tuttavia sembrerebbe offrire vantaggi in termini di crescita delle arterie polmonari, soprattutto il ramo lobare sinistro, e di miglior outcome dopo TCPC.

Synthese und Evaluierung makrozyklischer 68 Ga-MPI-Tracer auf Pyridaben-Basis

Herz-Kreislauf-Erkrankungen zählen weltweit zu den Hauptursachen, die zu frühzeitigem Tod führen. Pathophysiologisch liegt eine Gefäßwandverdickung durch Ablagerung arteriosklerotischer Plaques (Arteriosklerose) vor. Die molekulare Bildgebung mit den nuklearmedizinischen Verfahren SPECT und PET zielt darauf ab, minderperfundierte Myokardareale zu visualisieren, um den Krankheitsverlauf durch frühzeitige Therapie abschwächen zu können. Routinemäßig eingesetzt werden die SPECT-Perfusionstracer [99mTc]Sestamibi und [99mTc]Tetrofosmin. Zum Goldstandard für die Quantifizierung der Myokardperfusion werden allerdings die PET-Tracer [13N]NH3 und [15O]H2O, da eine absolute Bestimmung des Blutflusses in mL/min/g sowohl in der Ruhe als auch bei Belastung möglich ist. 2007 wurde [18F]Flurpiridaz als neuer Myokardtracer vorgestellt, dessen Bindung an den MC I sowohl in Ratten, Hasen, Primaten als auch in ersten klinischen Humanstudien eine selektive Myokardaufnahme zeigte. Um eine Verfügbarkeit des Radionuklids über einen Radionuklidgenerator gewährleisten zu können, sollten makrozyklische 68Ga-Myokard-Perfusionstracer auf Pyridaben-Basis synthetisiert und evaluiert werden. Die neue Tracer-Klasse setzte sich aus dem makrozyklischen Chelator, einem Linker und dem Insektizid Pyridaben als Targeting-Vektor zusammen. Struktur-Affinitätsbeziehungen konnten auf Grund von Variation des Linkers (Länge und Polarität), der Komplexladung (neutral und einfach positiv geladen), des Chelators (DOTA, NODAGA, DO2A) sowie durch einen Multivalenzansatz (Monomer und Dimer) aufgestellt werden. Insgesamt wurden 16 neue Verbindungen synthetisiert. Ihre 68Ga-Markierung wurde hinsichtlich pH-Wert, Temperatur, Vorläufermenge und Reaktionszeit optimiert. Die DOTA/NODAGA-Pyridaben-Derivate ließen sich mit niedrigen Substanzmengen (6 - 25 nmol) in 0,1 M HEPES-Puffer (pH 3,4) bei 95°C innerhalb 15 min mit Ausbeuten > 95 % markieren. Für die DO2A-basierenden Verbindungen bedurfte es einer mikrowellengestützen Markierung (300 W, 1 min, 150°C), um vergleichbare Ausbeuten zu erzielen. Die in vitro-Stabilitätstests aller Verbindungen erfolgten in EtOH, NaCl und humanem Serum. Es konnten keine Instabilitäten innerhalb 80 min bei 37°C festgestellt werden. Unter Verwendung der „shake flask“-Methode wurden die Lipophilien (log D = -1,90 – 1,91) anhand des Verteilungs-quotienten in Octanol/PBS-Puffer ermittelt. Die kalten Referenzsubstanzen wurden mit GaCl3 hergestellt und zur Bestimmung der IC50-Werte (34,1 µM – 1 µM) in vitro auf ihre Affinität zum MC I getestet. In vivo-Evaluierungen erfolgten mit den zwei potentesten Verbindungen [68Ga]VN160.MZ und [68Ga]VN167.MZ durch µ-PET-Aufnahmen (n=3) in gesunden Ratten über 60 min. Um die Organverteilung ermitteln zu können, wurden ex vivo-Biodistributionsstudien (n=3) vorgenommen. Sowohl die µ-PET-Untersuchungen als auch die Biodistributionsstudien zeigten, dass es bei [68Ga]VN167.MZ zwar zu einer Herzaufnahme kam, die jedoch eher perfusionsabhängig ist. Eine Retention des Tracers im Myokard konnte in geringem Umfang festgestellt werden.

Hemodynamic parameters change earlier than tissue oxygen tension in hemorrhage

BACKGROUND: Untreated hypovolemia results in impaired outcome. This study tests our hypothesis whether general hemodynamic parameters detect acute blood loss earlier than monitoring parameters of regional tissue beds. MATERIALS AND METHODS: Eight pigs (23-25 kg) were anesthetized and mechanically ventilated. A pulmonary artery catheter and an arterial catheter were inserted. Tissue oxygen tension was measured with Clark-type electrodes in the jejunal and colonic wall, in the liver, and subcutaneously. Jejunal microcirculation was assessed by laser Doppler flowmetry (LDF). Intravascular volume was optimized using difference in pulse pressure (dPP) to keep dPP below 13%. Sixty minutes after preparation, baseline measurements were taken. At first, 5% of total blood volume was withdrawn, followed by another 5% increment, and then in 10% increments until death. RESULTS: After withdrawal of 5% of estimated blood volume, dPP increased from 6.1% +/- 3.0% to 20.8% +/- 2.7% (P < 0.01). Mean arterial pressure (MAP), mean pulmonary artery pressure (PAP) and pulmonary artery occlusion pressure (PAOP) decreased with a blood loss of 10% (P < 0.01). Cardiac output (CO) changed after a blood loss of 20% (P < 0.05). Tissue oxygen tension in central organs, and blood flow in the jejunal muscularis decreased (P < 0.05) after a blood loss of 20%. Tissue oxygen tension in the skin, and jejunal mucosa blood flow decreased (P < 0.05) after a blood loss of 40% and 50%, respectively. CONCLUSIONS: In this hemorrhagic pig model systemic hemodynamic parameters were more sensitive to detect acute hypovolemia than tissue oxygen tension measurements or jejunal LDF measurements. Acute blood loss was detected first by dPP.

Splanchnic vasoregulation after major abdominal surgery in pigs

Unrecognized reduction of blood supply to intestinal organs is associated with significant postoperative morbidity in abdominal surgery. The aim of this study was to determine whether--in the absence of hypovolemia--intestinal hypoperfusion as a result of blood flow redistribution occurs after abdominal surgery.

The effects of mechanical ventilation on hepato-splanchnic perfusion

PURPOSE OF REVIEW: Mechanical ventilation is a cornerstone of ICU treatment. Because of its interaction with blood flow and intra-abdominal pressure, mechanical ventilation has the potential to alter hepato-splanchnic perfusion, abdominal organ function and thereby outcome of the most critically ill patients. RECENT FINDINGS: Mechanical ventilation can alter hepato-splanchnic perfusion, but the effects are minimal (with moderate inspiratory pressures, tidal volumes, and positive end-expiratory pressure levels) or variable (with high ones). Routine nursing procedures may cause repeated episodes of inadequate hepato-splanchnic perfusion in critically ill patients, but an association between perfusion and multiple organ dysfunction cannot yet be determined. Clinical research continues to be challenging as a result of difficulties in measuring hepato-splanchnic blood flow at the bedside. SUMMARY: Mechanical ventilation and attempts to improve oxygenation such as intratracheal suctioning and recruitment maneuvers, may have harmful consequences in patients with already limited cardiovascular reserves or deteriorated intestinal perfusion. Due to difficulties in assessing hepato-splanchnic perfusion, such effects are often not detected.

[Acute myocardial infarction: importance of the networking in the initial management]

Early reperfusion with prompt re-establishment of coronary blood flow improves survival in patients suffering from acute ST-elevation myocardial infarction (STEMI). Leaving systemic thrombolysis for primary percutaneous coronary intervention (PCI) is justified by clinical results in favor of PCI. Nevertheless, primary PCI necessitates additional transfer time and requires an efficient territorial networking. The present article summarizes the up-to-dated management of patients with acute STEMI and/or overt cardiogenic shock.

Eosinophilic vasculitis: an inhabitual and resistant manifestation of a vasculitis

A 55-year-old woman was referred because of diffuse pruritic erythematous lesions and an ischemic process of the third finger of her right hand. She was known to have anaemia secondary to hypermenorrhea. She presented six months before admission with a cutaneous infiltration on the left cubital cavity after a paravenous leakage of intravenous iron substitution. She then reported a progressive pruritic erythematous swelling of her left arm and lower extremities and trunk. Skin biopsy of a lesion on the right leg revealed a fibrillar, small-vessel vasculitis containing many eosinophils.Two months later she reported Raynaud symptoms in both hands, with a persistent violaceous coloration of the skin and cold sensation of her third digit of the right hand. A round 1.5 cm well-delimited swelling on the medial site of the left elbow was noted. The third digit of her right hand was cold and of violet colour. Eosinophilia (19 % of total leucocytes) was present. Doppler-duplex arterial examination of the upper extremities showed an occlusion of the cubital artery down to the palmar arcade on the right arm. Selective angiography of the right subclavian and brachial arteries showed diffuse alteration of the blood flow in the cubital artery and hand, with fine collateral circulation in the carpal region. Neither secondary causes of hypereosinophilia nor a myeloproliferative process was found. Considering the skin biopsy results and having excluded other causes of eosinophilia, we assumed the diagnosis of an eosinophilic vasculitis. Treatment with tacrolimus and high dose steroids was started, the latter tapered within 12 months and then stopped, but a dramatic flare-up of the vasculitis with Raynaud phenomenon occurred. A new immunosuppressive approach with steroids and methotrexate was then introduced. This case of aggressive eosinophilic vasculitis is difficult to classify into the usual forms of vasculitis and constitutes a therapeutic challenge given the resistance to current immunosuppressive regimens.

Regulation of placental growth by aldosterone and cortisol

During pregnancy, trophoblasts grow to adapt the feto-maternal unit to fetal requirements. Aldosterone and cortisol levels increase, the latter being inactivated by a healthy placenta. By contrast, preeclamptic placental growth is reduced while aldosterone levels are low and placental cortisol tissue levels are high due to improper deactivation. Aldosterone acts as a growth factor in many tissues, whereas cortisol inhibits growth. We hypothesized that in preeclampsia low aldosterone and enhanced cortisol availability might mutually affect placental growth and function. Proliferation of cultured human trophoblasts was time- and dose-dependently increased with aldosterone (P < 0.04 to P < 0.0001) and inhibited by spironolactone and glucocorticoids (P < 0.01). Mineralo- and glucocorticoid receptor expression and activation upon agonist stimulation was verified by visualization of nuclear translocation of the receptors. Functional aldosterone deficiency simulated in pregnant mice by spironolactone treatment (15 μg/g body weight/day) led to a reduced fetal umbilical blood flow (P < 0.05). In rat (P < 0.05; R(2) = 0.2055) and human (X(2) = 3.85; P = 0.0249) pregnancy, placental size was positively related to plasma aldosterone. Autocrine production of these steroid hormones was excluded functionally and via the absence of specific enzymatic transcripts for CYP11B2 and CYP11B1. In conclusion, activation of mineralocorticoid receptors by maternal aldosterone appears to be required for trophoblast growth and a normal feto-placental function. Thus, low aldosterone levels and enhanced cortisol availability may be one explanation for the reduced placental size in preeclampsia and related disorders.

Intra-arterial injection of neural stem cells using a microneedle technique does not cause microembolic strokes

Intra-arterial (IA) injection represents an experimental avenue for minimally invasive delivery of stem cells to the injured brain. It has however been reported that IA injection of stem cells carries the risk of reduction in cerebral blood flow (CBF) and microstrokes. Here we evaluate the safety of IA neural progenitor cell (NPC) delivery to the brain. Cerebral blood flow of rats was monitored during IA injection of single cell suspensions of NPCs after stroke. Animals received 1 × 10(6) NPCs either injected via a microneedle (microneedle group) into the patent common carotid artery (CCA) or via a catheter into the proximally ligated CCA (catheter group). Controls included saline-only injections and cell injections into non-stroked sham animals. Cerebral blood flow in the microneedle group remained at baseline, whereas in the catheter group a persistent (15 minutes) decrease to 78% of baseline occurred (P<0.001). In non-stroked controls, NPCs injected via the catheter method resulted in higher levels of Iba-1-positive inflammatory cells (P=0.003), higher numbers of degenerating neurons as seen in Fluoro-Jade C staining (P<0.0001) and ischemic changes on diffusion weighted imaging. With an appropriate technique, reduction in CBF and microstrokes do not occur with IA transplantation of NPCs.

Histological evidence of delayed ischemic brain tissue damage in the rat double-hemorrhage model

The rat double-SAH model is one of the standard models to simulate delayed cerebral vasospasm (CVS) in humans. However, the proof of delayed ischemic brain damage is missing so far. Our objective was, therefore, to determine histological changes in correlation with the development of symptomatic and perfusion weighted imaging (PWI) proven CVS in this animal model. CVS was induced by injection of autologous blood in the cisterna magna of 22 Sprague-Dawley rats. Histological changes were analyzed on day 3 and day 5. Cerebral blood flow (CBF) was assessed by PWI at 3 tesla magnetic resonance (MR) tomography. Neuronal cell count did not differ between sham operated and SAH rats in the hippocampus and the cerebral cortex on day 3. In contrast, on day 5 after SAH the neuronal cell count was significantly reduced in the hippocampus (p<0.001) and the inner cortical layer (p=0.03). The present investigation provides quantitative data on brain tissue damage in association with delayed CVS for the first time in a rat SAH model. Accordingly, our data suggest that the rat double-SAH model may be suitable to mimic delayed ischemic brain damage due to CVS and to investigate the neuroprotective effects of drugs.

Evaluation of a bolus/infusion protocol for 11C-ABP688, a PET tracer for mGluR5

(11)C-ABP-688 is a selective tracer for the mGluR5 receptor. Its kinetics is fast and thus favourable for an equilibrium approach to determine receptor-related parameters. The purpose of this study was to test the hypothesis that the pattern of the (11)C-ABP688 uptake using a bolus-plus-infusion (B/I) protocol at early time points corresponds to the perfusion and at a later time point to the total distribution volume. METHODS: A bolus and a B/I study (1 h each) was performed in five healthy male volunteers. With the B/I protocol, early and late scans were normalized to gray matter, cerebellum and white matter. The same normalization was done on the maps of the total distribution volume (Vt) and K(1) which were calculated in the study with bolus only injection and the Logan method (Vt) and a two-tissue compartment model (K(1)). RESULTS: There was an excellent correlation close to the identity line between the pattern of the late uptake in the B/I study and Vt of the bolus-only study for all three normalizations. The pattern of the early uptake in the B/I study correlated well with the K(1) maps, but only when normalized to gray matter and cerebellum, not to white matter. CONCLUSION: It is demonstrated that with a B/I protocol the (11)C-ABP688 distribution in late scans reflects the pattern of the total distribution volume and is therefore a measure for the density pattern of mGluR5. The early scans following injection are related to blood flow, although not in a fully quantitative manner. The advantage of the B/I protocol is that no arterial blood sampling is required, which is advantageous in clinical studies.