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Traumatische Hirnverletzung (TBI) bleibt eine bedeutende Ursache für langfristige Behinderung in allen Altersgruppen, wobei Jugendliche und junge Erwachsene überproportionalbetroffen sind 1,2,3. Die überwiegende Mehrheit der TBI wird als mild (mTBI) klassifiziert und wird auf klinischer Ebene häufig als Gehirnerschütterung bezeichnet. Obwohl eine Gehirnerschütterung per Definition nicht mit offensichtlicher struktureller Hirnschädigung assoziiert ist, die durch konventionelle Neurobildgebung nachweisbar ist, deuten zunehmend Hinweise darauf hin, dass der zugrunde liegende Verletzungsmechanismus – hier als Gehirnerschütterung (CBI) bezeichnet – eine eigenständige und klinisch relevante pathophysiologische Entität darstellt.
Insbesondere wird wiederholte CBI, insbesondere wenn sie in kurzer Zeitfolge auftritt, wie sie häufig in Kontaktsportarten und militärischen Einrichtungen vorkommt, mit anhaltendem kognitiven Abbau, neuropsychiatrischen Symptomen und der Entwicklung einer chronischen traumatischen Enzephalopathie (CTE) in Verbindung gebracht1,2,3. Diese scheinbare Diskrepanz zwischen der milden Natur der ursprünglichen Verletzung und dem Potenzial langfristiger neurologischer Folgen stellt sowohl für die klinische Diagnose als auch für die mechanistische Forschung eine große Herausforderung dar.
Neue Belege deuten darauf hin, dass subtile, aber anhaltende Veränderungen an der neurovaskulären und neuroglialen Schnittstelle einen relevanten Krankheitsmechanismus darstellen4. Diese Veränderungen umfassen die Integrität der Blut-Hirn-Schranke (BBB), mikrovaskuläre Struktur, gliale Aktivierung, neuronale Erregbarkeit und endogene Reparaturprozesse, was die zelluläre Pathophysiologie potenziell mit den langfristigen funktionellen und verhaltensbedingten Defiziten verknüpft, die nach insbesondere wiederholtem CBI 5,6,7,8 beobachtet wurden . Insgesamt werden solche Veränderungen zunehmend als potenzielle Ursachen für die verzögerten funktionellen und verhaltensbezogenen Defizite nach CBI erkannt. Die diffuse und facettenreiche Natur erschwert jedoch ein mechanistisches Verständnis und hat bisher die Entwicklung gezielter therapeutischer Interventionen behindert.
Präklinische Modelle, die zentrale Aspekte der pathophysiologischen Kaskade wiederholen, sind entscheidende Werkzeuge, um diese Mechanismen zu analysieren und neue therapeutische Wege zu identifizieren. Obwohl es eine breite Palette experimenteller TBI-Modelle gibt, wurden die meisten entwickelt, um mittelschwere bis schwere Verletzungen nachzuahmen oder auf fokale strukturelle Schädenzu basieren 9,10,11. Im Gegensatz dazu gibt es einen erstaunlichen Mangel an Tiermodellen für den charakteristischen Verletzungsmechanismus von CBI5. Meistens wird ein als "mild" bezeichnetes zerebrales Trauma durch einen fokalen Aufprall auf den starr fixierten Kopf oder sogar durch einen direkten kortikalen Aufprall nach einer Kraniotomie ausgelöst, was dem diffusen, durch Beschleunigung und Verzögerung getriebenen Verletzungsmechanismus, der eine Gehirnerschütterungbeim Menschen definiert, grundsätzlich widerspricht. Obwohl solche Ansätze eine präzise Kontrolle über Verletzungsparameter ermöglichen, verringert ihre begrenzte Fähigkeit, die Dynamik realer Gehirnerschütterungen zu replizieren, ihre translationale Relevanz.
Um diese Einschränkungen zu überwinden, existieren mehrere Methoden, um eine replizierbare und diffuse geschlossene Hirnverletzung 12,13,14 zu induzieren. Aufbauend auf diesen Konzepten und mit dem Ziel, die technische Komplexität zu minimieren, wurde ein kontrolliertes Rotationsverletzungsmodell bei Mäusen entwickelt, das einen kommerziell erhältlichen elektromagnetischen Impaktor verwendet, der oft in anderen experimentellen Traumamodellen verwendet wird (z. B. kontrollierter kortikaler Aufprall, CCI). Durch die reproduzierbare Wirkung auf den frei beweglichen Kopf erhält dieser Ansatz die strukturelle Integrität und ermöglicht gleichzeitig die longitudinale Untersuchung neurovaskulärer, neuroglialer und funktioneller Veränderungen nach einzelner und wiederholter CBI unter Bedingungen, die den biomechanischen Merkmalen einer menschlichen Gehirnerschütterung nahekommen.
In Kombination mit longitudinaler Verhaltensbewertung, in-vivo-Bildgebung und ex-vivo-Histologie bietet dieses Modell eine vielseitige und zugängliche Plattform, um neurovaskuläre, gliale und Verhaltensänderungen nach einzelnen oder wiederholten Auswirkungen zu untersuchen. Daher eignet es sich hervorragend zur Untersuchung der subtilen sekundären Krankheitsmechanismen der CBI, zur Identifikation translationaler Surrogatparameter und zur Bewertung potenzieller therapeutischer Interventionen in einem klinisch relevanten experimentellen Kontext.