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Neue Perspektive für die Schlaganfalltherapie

In dieser Studie geht es um die Neuroprotektion durch eine Blockade von NLRP3 in der Akutphase des Schlaganfalls. Wird ein Blutgefäß im Gehirn plötzlich verschlossen, beginnt ein Wettlauf gegen die Zeit.

Links Erstautor PD Dr. Maximilian Bellut, Neurologe und Arbeitsgruppenleiter, und rechts Letztautor Prof. Dr. Michael Schuhmann, Leiter des Klinischen Labors der Neurologie. (Foto von M. Bellut von Stephanie Kunde / Köln)
Multikanalfärbung des NLRP3 Inflammasoma
Das NLRP3 Inflammasom in Endothelzellen und neutrophilen Granulozyten in der Hyperakutphase des Schlaganfalls. Repräsentative immunhistochemische Multikanal-Färbung: Dargestellt ist ein kleines zerebrales Gefäß innerhalb des Schlaganfallareals 4 Stunden nach Beginn eines dauerhaften Verschlusses der A. cerebri media rechts. Gefärbt wurden Zellkerne (DAPI, blau), Endothelzellen/Gefäße (CD105, grün), das NLRP3 Inflammasom (rot) und Neutrophile (Ly6G, violett). Es zeigt sich eine Expression des NLRP3 Inflammasoms in Endothelzellen und neutrophilen Granulozyten. Der weiße Pfeil zeigt einen NLRP3-positiven intravasalen Neutrophilen. Maßstabsbalken = 50 µm. Aus: Bellut et al., Identifying the role of NLRP3 inflammasome in stroke progression and outcome before recanalization, Cell Reports Medicine, 2026.

Mit jeder Minute, in der das Gehirn nicht ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt wird, sterben Millionen Nervenzellen unwiederbringlich ab. Zwar kann das Blutgerinnsel heute häufig medikamentös aufgelöst (Thrombolyse) oder mechanisch mittels Katheter entfernt werden (Thrombektomie), sodass der Blutfluss wiederhergestellt wird. Dennoch kommt es trotz erfolgreicher Behandlung häufig zu schweren bleibenden Schäden oder zum Tod.

Ein wesentlicher Grund dafür ist das Fortschreiten des Infarkts bereits während des Gefäßverschlusses. Um die Behandlungsergebnisse zu verbessern, sind daher zusätzliche Therapieansätze erforderlich, die bereits vor der Wiedereröffnung des Gefäßes wirksam werden.

Ein Team aus der Neurologie und Neuroradiologie des UKW sowie der Medizinischen Fakultät der Universität Bonn zeigte in der Fachzeitschrift "Cell Reports Medicine" NLRP3 als vielversprechendes Zielmolekül: Dessen Blockade konnte im Experiment das Fortschreiten von Schlaganfällen bereits während des Gefäßverschlusses verlangsamen. Bei Patientinnen und Patienten mit akutem ischämischem Schlaganfall fanden sich korrespondierend in speziellen „pialen“ Blutproben aus dem betroffenen Hirngebiet erhöhte Anzahlen NLRP3-positiver Immunzellen mit prognostischer Bedeutung. Perspektivisch könnte eine frühzeitige Hemmung von NLRP3 wertvolle Zeit bis zur Wiedereröffnung eines verschlossenen Hirngefäßes überbrücken und so das Behandlungsergebnis verbessern.

Aber was ist NLRP3 genau?  „NLRP3 ist ein Proteinkomplex, das auf viele verschiedene Gefahrensignale reagiert. Wenn wir diese Leitstelle frühzeitig unter Kontrolle bringen, bevor das Chaos ausbricht, gewinnen wir viel Zeit, Gehirnsubstanz und Lebensqualität", sagt Erstautor Maximilian Bellut. 

Der Neurologe liefert im Interview weitere Hintergrundinformationen zu seiner Forschung.

Details zur Studie stehen in unserer Pressemeldung

Publikation: Maximilian Bellut, Alexander M. Kollikowski, Marius L. Vogt, Lukas Rossnagel, Ibrahim Hawwari, Bernardo S. Franklin, Mirko Pham, Guido Stoll and Michael K. Schuhmann. Identifying the role of NLRP3 inflammasome in stroke progression and outcome before recanalization. Cell Reports Medicine (2026), https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2026.102723

Links Erstautor PD Dr. Maximilian Bellut, Neurologe und Arbeitsgruppenleiter, und rechts Letztautor Prof. Dr. Michael Schuhmann, Leiter des Klinischen Labors der Neurologie. (Foto von M. Bellut von Stephanie Kunde / Köln)
Multikanalfärbung des NLRP3 Inflammasoma
Das NLRP3 Inflammasom in Endothelzellen und neutrophilen Granulozyten in der Hyperakutphase des Schlaganfalls. Repräsentative immunhistochemische Multikanal-Färbung: Dargestellt ist ein kleines zerebrales Gefäß innerhalb des Schlaganfallareals 4 Stunden nach Beginn eines dauerhaften Verschlusses der A. cerebri media rechts. Gefärbt wurden Zellkerne (DAPI, blau), Endothelzellen/Gefäße (CD105, grün), das NLRP3 Inflammasom (rot) und Neutrophile (Ly6G, violett). Es zeigt sich eine Expression des NLRP3 Inflammasoms in Endothelzellen und neutrophilen Granulozyten. Der weiße Pfeil zeigt einen NLRP3-positiven intravasalen Neutrophilen. Maßstabsbalken = 50 µm. Aus: Bellut et al., Identifying the role of NLRP3 inflammasome in stroke progression and outcome before recanalization, Cell Reports Medicine, 2026.
Männchen und Weibchen lösen Schmerzen unterschiedlich auf

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Robert Blum untersuchte, wie sich neuropathische Schmerzen nach einer Nervenverletzung zurückbilden. Im Fokus stand das Spinalganglion (Dorsal Root Ganglion, DRG), eine zentrale Schaltstelle der Schmerzverarbeitung.

Gewebeschnitte sehen wir Mosaik-Kunstwerke auf schwarzem Grund aus
Das Bild zeigt repräsentative Gewebeschnitte von Hinterwurzelganglien (DRG) und hebt durch Markierung und Segmentierung die große, natürliche Variabilität im Aussehen der Schnitte hervor. Neuronen sind grau, Makrophagen gelb und reaktive Satelliten-Gliazellen rot markiert - die Neuronen männlicher Tiere sind in Cyan und die Neuronen weiblicher Tiere in Magenta segmentiert. © Felicitas Schlott und Annemarie Sodmann / UKW
Grafische Zusammenfassung der Schmerzrückbildung  von Verletzung über maximalem Schmerz bis zur Schmerzauflösung - Makrophagen besetzten erst den Raum zwischen Neuron und Gliazelle, dann verlassen sie ihn wieder.
In einem Tiermodell der natürlichen Schmerzrückbildung zeigen lokale Makrophagen und Satellitengliazellen eine ausgeprägte Dynamik. Auf der hochauflösenden Aufnahme ist eine funktionelle Einheit im Spinalganglion (DRG) einer weiblichen Ratte zu sehen, bestehend aus sensorischen Neuronen (cyan), Satellitengliazellen (rot) und lokalen Makrophagen (gelb). Die Makrophagen übernehmen wichtige Aufgaben der Immunabwehr und tragen zur Regulation der Gewebeumgebung bei.
Mitglieder der AG Blum - mittig Robert Blum und Felicitas Schlott mit gebasteltem Doktorhut in der Hand
Mitglieder der AG Blum von der Neurologischen Klinik und Poliklinik am UKW anlässlich der Promotionsverteidigung von Felicitas Schlott - das Forschungsprojekt war Teil ihrer Dissertation: v.l.n.r. Dongdong Sun, Maximilian Koch (jetzt SysMed), Felicitas Schlott, Robert Blum, Annemarie Sodmann, Saskia Moritz und Niels Köhler. © privat / Felicitas Schlott

Dabei zeigte sich, dass die unmittelbare Reaktion auf die Verletzung bei männlichen und weiblichen Ratten weitgehend ähnlich verläuft, die Mechanismen der Schmerzrückbildung jedoch geschlechtsspezifisch sind.

Bei weiblichen Tieren blieben Immunreaktionen, insbesondere die Aktivität von Makrophagen, länger bestehen. Bei männlichen Tieren hielten dagegen Aktivierung und Kontakt der Satellitengliazellen zu den Nervenzellen länger an. Trotz dieser Unterschiede löste sich der Schmerz bei beiden Geschlechtern zum gleichen Zeitpunkt auf.

Mithilfe KI-gestützter Analysen und einer umfassenden Untersuchung der Genaktivität konnten die Forschenden zudem zeigen, dass die Schmerzrückbildung nicht einfach eine Rückkehr zum Ausgangszustand nach der Verletzung ist. Stattdessen werden neue, geschlechtsspezifische genetische Programme aktiviert. Hunderte Gene waren während der Schmerzrückbildung unterschiedlich reguliert.

Die in Cell Reports veröffentlichten Ergebnisse verdeutlichen, dass das Geschlecht in der zellulären und molekularen Schmerzbiologie eine größere Rolle spielt als bisher angenommen. Die Erkenntnisse könnten dazu beitragen, geschlechtsspezifische Unterschiede künftig stärker in der Schmerzforschung und in der personalisierten Schmerzmedizin zu berücksichtigen.

Ausführliche Details zu dem Forschungsprojekt und wie es weitergeht finden Sie in der Pressemeldung

Publikation: Felicitas Schlott, Beate Hartmannsberger, Thorsten Bischler, Tom Gräfenhan, Alexander Brack, Heike L. Rittner, Annemarie Sodmann, Robert Blum. Sex-specific molecular and cellular phenotypes during resolution of neuropathic pain in dorsal root ganglia. Cell Reports. Volume 45, Issue 6, 2026, 117442, ISSN 2211-1247, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117442

Gewebeschnitte sehen wir Mosaik-Kunstwerke auf schwarzem Grund aus
Das Bild zeigt repräsentative Gewebeschnitte von Hinterwurzelganglien (DRG) und hebt durch Markierung und Segmentierung die große, natürliche Variabilität im Aussehen der Schnitte hervor. Neuronen sind grau, Makrophagen gelb und reaktive Satelliten-Gliazellen rot markiert - die Neuronen männlicher Tiere sind in Cyan und die Neuronen weiblicher Tiere in Magenta segmentiert. © Felicitas Schlott und Annemarie Sodmann / UKW
Grafische Zusammenfassung der Schmerzrückbildung  von Verletzung über maximalem Schmerz bis zur Schmerzauflösung - Makrophagen besetzten erst den Raum zwischen Neuron und Gliazelle, dann verlassen sie ihn wieder.
In einem Tiermodell der natürlichen Schmerzrückbildung zeigen lokale Makrophagen und Satellitengliazellen eine ausgeprägte Dynamik. Auf der hochauflösenden Aufnahme ist eine funktionelle Einheit im Spinalganglion (DRG) einer weiblichen Ratte zu sehen, bestehend aus sensorischen Neuronen (cyan), Satellitengliazellen (rot) und lokalen Makrophagen (gelb). Die Makrophagen übernehmen wichtige Aufgaben der Immunabwehr und tragen zur Regulation der Gewebeumgebung bei.
Mitglieder der AG Blum - mittig Robert Blum und Felicitas Schlott mit gebasteltem Doktorhut in der Hand
Mitglieder der AG Blum von der Neurologischen Klinik und Poliklinik am UKW anlässlich der Promotionsverteidigung von Felicitas Schlott - das Forschungsprojekt war Teil ihrer Dissertation: v.l.n.r. Dongdong Sun, Maximilian Koch (jetzt SysMed), Felicitas Schlott, Robert Blum, Annemarie Sodmann, Saskia Moritz und Niels Köhler. © privat / Felicitas Schlott
HLA-Genvarianten prägen die Entstehung autoimmuner Nodopathien

Autoimmune Nodopathien sind seltene entzündliche Erkrankungen peripherer Nerven, die durch Autoantikörper gegen Proteine des Ranvier-Schnürrings und seiner benachbarten Strukturen verursacht werden. Zu den wichtigsten Zielantigenen gehören Contactin-1, Neurofaszin 155 und Caspr1.

Weg von HLA - Antigenpräsentation - Autoantikörper bis zum klinischen Phänotyp
Die Arbeit unterstützt die Hypothese, dass HLA-Allele beeinflussen, welches paranodale Protein als Zielantigen erkannt wird. Daten aus Martinez-Martinez et al. J Neuroinflammation 2017;14:224.

Da viele Autoimmunerkrankungen mit bestimmten HLA-Klasse-II-Genen assoziiert sind, untersuchte diese europäische Multicenterstudie, ob auch Patienten mit diesen autoimmunen Nodopathien charakteristische HLA-Merkmale aufweisen. HLA-Moleküle bestimmen nämlich wichtige Faktoren in der Kette der Immunaktivierung, z.B. welche Peptide CD4+-T-Zellen präsentiert werden, welche T-Helferzellen aktiviert werden, welche B-Zellen Hilfe erhalten, und letztlich gegen welches Protein hochaffine IgG-Antikörper entstehen. 

Die Studie zeigte erstmals, dass verschiedene Autoantikörper mit unterschiedlichen genetischen Risikokonstellationen assoziiert sind. Fast die Hälfte der Patienten mit anti-Contactin-1 Antikörpern trug ein HLA-DRB1*11-Allel, deutlich mehr als in der Allgemeinbevölkerung oder bei anderen entzündlichen Neuropathien. Dies spricht für eine genetische Prädisposition zur Entwicklung dieser Autoantikörper. Bei Patienten mit Antikörpern gegen Caspr1 fand sich in 64 % das Allel HLA-DRB1*03:01, auch hier bestand somit eine ausgeprägte genetische Assoziation. Im Gegensatz dazu war in einer früheren Studie eine starke Assoziation von Antikörpern gegen Neurofaszin 155 und HLA-CRB1*15 gezeigt worden. Zusätzliche computergestützte Analysen zeigten, dass HLA-DRB1*11 bestimmte Contactin-Peptide besonders gut präsentieren könnte. Damit wäre ein möglicher immunologischer Mechanismus für die Entstehung der anti-Contactin-Autoimmunität gegeben. 

Die Arbeit zeigt, dass bei der Erforschung seltener Erkrankungen die multizentrische Kooperation von großem Vorteil ist. Die Ergebnisse liefern ein anschauliches Beispiel dafür, wie genetische Faktoren und adaptive Immunität miteinander verknüpft sind. HLA-Allele bestimmen die Qualität der Antigenpräsentation und können dadurch selektiv die Entwicklung einer Autoantikörperantwort gegen definierte nodale Proteine und letztlich die Entstehung einer entzündlichen Neuropathie begünstigen. 

Publikation: Lleixà C, Pascual-Goñi E, Martín-Aguilar L, Caballero-Ávila M, Collet-Vidiella R, Tejada-Illa C, Llarch P, Gallardo E, Boera-Carnicero G, Calahorro V, Callegari I, Cortese A, Delmont E, Devaux J, Giannotta CC, Nobile-Orazio E, Höftberger R, Sellner J, Herdewyn S, Alejandra C, Torné L, Jericó I, Rinaldi S, Sommer C, Doppler K, Armangue T, Titulaer MJ, Jacobs BC, Huizinga R, Wanschitz JV, Ortiz Castellon N, Sparasci D, Ripellino P, Pérez-Pérez H, Horga A, Alonso-Jiménez A, De Winter J, Jauregui A, de la Calle-Martin O, Martinez-Martinez L, Querol L. Specific HLA-DRB1 Alleles Associate With Anti-Caspr1 and Anti-CNTN1 Autoantibodies in Autoimmune Nodopathies. Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm 2026;13:e200602. https://doi.org/10.1212/NXI.0000000000200602

Weg von HLA - Antigenpräsentation - Autoantikörper bis zum klinischen Phänotyp
Die Arbeit unterstützt die Hypothese, dass HLA-Allele beeinflussen, welches paranodale Protein als Zielantigen erkannt wird. Daten aus Martinez-Martinez et al. J Neuroinflammation 2017;14:224.