Wenn die feinen Kapillargefäße des Gehirns verstopfen, werden die Neurone nicht länger mit Sauerstoff versorgt und können absterben – was dann schnell zu schwer wiegenden Hirnschäden führt. Geronnene Blutklumpen müssen daher gerade in den dünnen Äderchen möglichst rasch durch Gerinnsel auflösende Enzyme zerlegt und vom Blutstrom hinweggespült werden. Zur Hilfe eilen gefährdeten Kapillaren aber offenbar auch die Wände der Gefäße, indem sie auf eine Verstopfungsgefahr in ihrer Nachbarschaft aktiv reagieren, berichten nun Jaime Grutzendler von der Northwestern University in Chicago und seine Kollegen. Die Kapillarwände stülpen dabei Membranen aus, umhüllen die festhängenden Partikel und schleusen sie so schließlich aus dem Blutstrom ins umliegende Gewebe.

Die Forscher konnten den Schutzmechanismus mit Hilfe hochauflösender transkranieller Zweiphotonenmikroskopie in lebenden Mäusen beobachten. Sie hatten ihren Versuchsnagern dabei zunächst fluoreszierende Partikel injiziert, die schnell zu Mikroembolien in den dünnen Kapillaren des Gehirns geführt hatten. Auch nach 48 Stunden waren die verstopften Gefäßen nicht durch den Blutstrom freigeräumt oder abgebaut worden, wie die Beobachtungen belegen; dann aber begannen die betroffenen Gefäße sich durch einen Umbauprozess zu rekanalisieren, bei dem sie die Blockade aus dem Lumen der Kapillaren hinaus verlagerten.

In einem ersten Schritt begannen dabei die Membranen der gefäßumhüllenden Endothelzelle die Emboliestelle zu umwachsen. Sie wird dann zur neuen inneren Gefäßwand und schließt den Partikel somit zunächst vom Blutstrom aus. Schließlich bildet sich eine Öffnung an der entgegengesetzten, äußeren Seite der neuen Wandzelle, durch die hindurch der Klumpen dann nach und nach in das gefäßnahe Gewebe befördert wird.

Die genauen biochemischen Prozesse, die zur Rekanalisierung führen, sind noch unbekannt – beteiligt sei jedenfalls ein bestimmtes proteinabbauendes Enzym, die Matrixmetalloprotease 2/9. Der Ausfall dieses Enzyms steht bereits unter Verdacht, emboliebedingten Hirnschlägen Vorschub zu leisten. Wahrscheinlich ist es auch an den komplexen Umformungsprozessen beteiligt, die mit der Wandverlagerung einhergehen, spekulieren die Forscher: Es spielt etwa beim Abbau von Verankerungsproteinen zwischen den Zellen, tight-junctions oder extrazellulären Matrixproteinen eine Rolle.

Insgesamt war der bislang völlig unbekannte Mechanismus im Experiment meist innerhalb von zwei bis sieben Tagen nach der Injektion der Partikel abgeschlossen – fast immer schnell genug, um nicht einzelne Nerven durch Sauerstoffmangel absterben zu lassen. Auffällig sei jedoch, dass gerade ältere Mäuse deutlich länger bräuchten, um den Blutstrom wiederherzustellen, so Grutzendler und Kollegen. Wahrscheinlich sei es lohnend, die Prozesse im Detail zu erforschen, um ihn in Zukunft vielleicht gerade bei älteren Patienten zu aktivieren. (jo)