In verschiedenen klinischen und experimentellen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass prä-exsistent angelegte Kollateralarterien bei zunehmender Verengung oder plötzlichem Verschluss eines Gefäßes rekrutiert werden und die nachgeschalteten Gewebe über diese bestehenden Umgebungsverbindungen versorgt werden können. In einem neuen tierexperimentellen Ansatz, in welchem drei der vier großen hirnversorgenden extrakraniellen Gefäße verschlossen werden (3-VO, 3-Gefäßokklusions-Modell) konnte wir nachweisen, dass das adaptive Wachstum von prä-existenten zerebralen Kollateralkreisläufen ein effektives System darstellt, um die zerebrale Perfusion in der „region at risk“ zu verbessern oder gar wiederherzustellen. Die medikamentöse Förderung der Kollateralgefäßbildung mit dem Wachstumsfaktor GM-CSF (Granulozyten-Makrophagen Kolonie-Stimulierender-Faktor) führte hierbei zu einer signifikanten Zunahme des Durchmessers von intrakraniellen Arterien sowie einer signifikanten Verbesserung der zerebrovaskulären Reaktivität. Zur weiteren hämodynamischen Evaluation wurden der zerebrale Blutfluss (CBF) in 3-VO-Tieren (mit und ohne GM-CSF-Behandlung) gemessen und die morphometrischen und funktionellen Parameter verglichen.

Wie wir schon zeigen konnten ergaben sich bei Kontrolltieren im Vergleich zu Tieren nach akutem extrakraniellen Verschluss keine Unterschiede des Durchmessers der A. cerebri posterior (187 ± 27 µm und 187 ± 44 µm). Nach Verschluss der extrakraniellen Gefäße fiel die ipsilaterale zerebrovaskulären Reaktivität signifikant auf 0.07±0.16%/mmHg ab (Kontrolltiere: 1,41±0.31%/mmHg; p= 0.003). Bei der Messung des ipsilateralen CBF zeigte sich eine signifikante Reduktion des CBF auf 45% im Vergleich zu Kontrolltieren (p=0,002). Die durchschnittliche hämodynamische Kapazität korrelierte mit dem zerebralen Blutfluss im Versorgungsgebiet der A. cerebri posterior (PCA) (r=0.95) sowie im Versorgungsgebiet der A. cerebri media (MCA) (r=0.74). Zudem zeigte sich eine signifikant verbesserte zerebrale Perfusion in Ruhe bei GM-CSF behandelten Tieren (0.78 ± 0,61 vs. 93 ± 0,64; p= 0,02). Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass das 3-VO-Modell der zerebralen Hypoperfusion, ein präklinischen Modell darstellt, welches hinsichtlich der gemessenen funktionellen Parameter die hämodynamische Situation wiederspiegelt. Weiterhin konnte eine verbesserte zerebrale Perfusion nach 3-V0 durch GM-CSF induzierte Arteriogenese nachgewiesen werden. Diese Daten werden zur Zeit in der Art.Net 03 Studie (Arteriogenesis Network) derzeit auf Ihre klinische Bedeutung überprüft.