Experimentellt neurokirurgiskt lab

Här urförs djurmodellforskningen om hjärnskademekanismer, hjärnskyddande läkemedel, neuroreparation och transplantation
av stamceller. Forskningen görs både av heltidsforskare och forskande läkare på neurokirurgen vilket är en viktig förutsättning
för kunskapsöverföringen från den basala forskningen till kliniken
och tillbaka (s.k. translationsforskning).

Den experimentella neurotraumaforskningen bedriv i en tvärvetenskaplig forskargruppering i nära samarbete med UBIC - "Uppsala Brain Injury Center" (www.neuro.uu.se/ubic ). Sammantaget har vi en kompetensbredd som sträcker sig från molekylära genetiska mekanismer till cellkulturer, djurmodeller, neurointensivvårdspatienter och hjärnskaderehabilitering.
Vi förfogar över viktiga metodplattformar i form av kliniskt relevanta modeller av traumatisk hjärnskada (THS) på gnagare och i cellkultursystem. För att kunna simulera den komplexitet som human THS innebär patofysiologiskt (fokala kontusioner, blödningar, diffus axonal skada och blandformer) krävs ett batteri av modeller med olika typer av mekanisk impact. Vi har etablerat 2 fokala THS-modeller (”Controlled Cortical Contusion” och ” Controlled Cortical Impact”) och en blandmodell (”Fluid Percussion Injury”) för råtta och mus och har under 2010 etablerat en modell för renodlad diffus axonal skada på råtta och mus, den senare med sikte på studier i transgena djur. Samtliga modeller har stor spridning internationellt vilket underlättar jämförelse av resultat mellan forskargrupper. Vi har etablerat ett batteri av metoder för funktionell utvärdering av djuren efter THS. Till metodarsenalen hör ” Morris Water Maze”, ”Rotarod”, ”Concentric Square Field” (utvecklad av Prof Bengt Meyerson, Uppsala universitet), m fl. Dessa metoder utgör ett allt viktigare instrument för utvärdering av nya behandlingsmetoder vid experimentell THS.

Frågeställning och målsättning

De huvudlinjer i forskningen som bedrivs inom UBIC är molekylära studier av sekundära skademekanismer med huvudfokus på oxidativ stress, inflammation, diffus axonal skada, endogen neuroreparation och plasticitet. Interventionella studier pågår med följande huvudlinjer: neuroprotektion, studier av läkemedelskandidater som blockerar identifierade sekundära skademekanismer för att minska hjärnskadans omfattning; neuroreparation, studier av metoder att befrämja axonal regeneration och plasticitet; neuroreparation med hjälp av endogena och transplanterade stamceller.

Resultat

Huvudresultat under 2010 är: Etablering av THS-modeller för renodlad diffus axonal skada på råtta och mus; etablering av en cellkulturfacilitet som används för stamcellsodling och uppsättning av en cellkulturmodell av THS som komplement till djurmodellerna; fortsatta studier av betydelsen av immuncellsinvandring i hjärnan efter THS i syfte att identifiera nya angreppspunkter för hjärnskyddande terapi; ett samarbete pågår med Prof Lennart Lindbom, KI, för att studera betydelsen av neutrofila granulocyter för uppkomst av skada på blod-hjärnbarriären efter THS; fortsatta studier i syfte att förbättra överlevnaden av transplanterade stamceller efter THS genom att modifiera det inflammatoriska reaktionerna på THS (samarbete med Prof Karin Forsberg Nilsson, Uppsala universitet); etablering av ”Concentric Square Field”-metoden för utvärdering av funktionell skada efter THS på mus (Ekmark-Lewén et al, 2010) och utvärdering av farmakologiska behandlingsstrategier och genetiska manipulationer med syfte att förbättra axonal regeneration efter THS på mus. Ett omfattande samarbete med Uppsala Technology Centre for Neurodiagnostics (www.berzelii.uu.se ) pågår i syfte att utveckla nya mikrodialysmetoder för insamling av protein-biomarkörer i den humana hjärnan efter THS. Ett första arbete som beskriver positiva effekter av ytmodifiering av mikrodialyskatetrar och ett nytt perfusionsmedium som ger en bättre stabilitet i katetrarnas dialysfunktion har publicerats (Dahlin et al, 2010). Se även separat publikationslista under fliken ”Utvalda publikationer”.