Genexpression in zirkulierenden Leukozyten nach einem Schädel-Hirn-Trauma

Fragestellung: Ein Schädel-Hirn-Trauma (SHT) kann klinisch mit neurologischen Defiziten, die das Gedächtnis, die Aufmerksamkeitsleistung, motorische Funktionen sowie andere exekutive Hirnfunktionen betreffen, einhergehen. Eine mögliche pathophysiologische Erklärung dieser Fehlfunktionen ist die Zerstörung oder die funktionelle Beeinträchtigung von Neuronen, die durch eine veränderte Expression verschiedener Gene hervorgerufen wird. Inwieweit die genetische Aktivität zirkulierender Leukozyten als Indikator für eine Zerstörung neuronaler Zellen herangezogen werden kann, ist unklar. In folgendem Experiment sollen Gene aus zirkulierenden Monozyten auf eine veränderte Expression nach einem SHT untersucht werden.

Methoden: Bei 15 SHT-Patienten wurde im Vergleich zu gesunden Probanden RNA aus peripheren Monozyten mittels Ficoll-Gradienten-Zentrifugation isoliert. Die RNA-Isolierung erfolgte in beiden Gruppen umgehend nach der Blutentnahme (12h nach SHT) und zusätzlich nach 2-stündiger Stimulation der Monozyten mit LPS (500 pg/ml). Die cRNA von je 5 Probanden der einzelnen Gruppen wurde gepoolt und die Genexpression mit Affymetrix U133A Chips analysiert. Die Expression einzelner Gene sowie funktioneller Gengruppen der SHT Patienten wurden mit der von Kontrollen verglichen. Die Auswertung einzelner Gene erfolgte mit der Array assist software (Affymetrix), die Analyse funktioneller Gengruppen mit einer Varianzanalyse.

Ergebnisse: Die Expression einzelner Gene von SHT-Patienten zeigte gegenüber der Kontrollgruppe sowohl ohne als auch nach Stimulation mit LPS signifikante Unterschiede. IL1R1, MMP-9, DDX3Y sowie S100P waren unter beiden Bedingungen bei den Patienten hochreguliert. Eine Analyse funktioneller Gengruppen erbrachte einen deutlichen Unterschied bei der Expression der “inflammatorischen Gene“. Gene, die in der akuten Phase einer zerebralen Ischämie als hochreguliert beschrieben wurden, waren bei unseren SHT-Patienten ebenfalls hochreguliert.

Schlussfolgerung: Nach einem SHT zeigen sich signifikante Veränderungen der Genexpression in peripheren Blutzellen. Die meisten der hochregulierten Gene spielen bei der inflammatorischen Antwort nach einer Hirnverletzung eine wichtige Rolle.