Significance Patients suffering from ischemic strokes have limited therapeutic options and are often left with considerable disabilities. To promote neurological recovery, angiogenesis has been proposed as a promising therapeutic target. So far, experimental efforts to enhance vessel growth have almost exclusively focused on vascular growth factor supplementation; this approach has been shown not to be clinically viable due to hemorrhagic risks. Here, we pursued an alternative approach by targeting the guidance molecule Nogo-A, which has been recently shown to inhibit developmental central nervous system angiogenesis. Blockage of the Nogo-A pathway results in restoration of a mature vascular bed within the periinfarct zone. Moreover, we observe enhanced recovery-associated tissue responses and regain of motor functions that strongly correlate with vascular growth.

Abstract Angiogenesis is a key restorative process following stroke but has also been linked to increased vascular permeability and blood brain barrier (BBB) disruption. Previous pre-clinical approaches primarily focused on the administration of vascular endothelial growth factor (VEGF) to promote vascular repair after stroke. Although shown to improve angiogenesis and functional recovery from stroke, VEGF increased the risk of blood brain barrier disruption and bleedings to such an extent that its clinical use is contraindicated. As an alternative strategy, antibodies against the neurite growth inhibitory factor Nogo-A have recently been shown to enhance vascular regeneration in the ischemic central nervous system (CNS); however, their effect on vascular permeability is unknown. Here, we demonstrate that antibody-mediated Nogo-A neutralization following stroke has strong pro-angiogenic effects but does not increase vascular permeability as opposed to VEGF. Moreover, VEGF-induced vascular permeability was partially prevented when VEGF was co-administered with anti-Nogo-A antibodies. This study may provide a novel therapeutic strategy for vascular repair and maturation in the ischemic brain.

Blood brain barrier (BBB) damage is an important pathophysiological feature of ischemic stroke which significantly contributes to development of severe brain injury and therefore is an interesting target for therapeutic intervention. A popular permanent occlusion model to study long term recovery following stroke is the photothrombotic model, which so far has not been anatomically characterized for BBB leakage beyond the acute phase. Here, we observed enhanced BBB permeability over a time course of three weeks in peri-infarct and core regions of the ischemic cortex. Slight increases in BBB permeability could also be seen in the contralesional cortex, hippocampus and the cerebellum at different time points, regions where lesion-induced degeneration of pathways is prominent. Severe damage of tight junctions and loss of pericytes was observed within the peri-infarct region. Overall, the photothrombotic stroke model reproduces a variety of features observed in human stroke and thus, represents a suitable model to study BBB damage and therapeutic approaches interfering with this process.

Abstract Nogo-A is a well-characterized myelin-associated membrane protein that restricts fibre growth and the regenerative capacity of the adult central nervous system after injury. To date Nogo-A post-receptor signalling pathway research focused on the RhoA/ROCK cascade, which can lead to growth cone collapse and neurite retraction. Much less is known about continued intracellular Nogo-A signalling mediating long-term neurite outgrowth inhibition resulting from transcriptional and translational changes. Here, we propose a simple but highly reproducible in vitro assay to study Nogo-A related signaling and neurite outgrowth inhibition in general. Furthermore, we identified ERK1/2 as downstream effector of Nogo-A, partially mediating its neurite outgrowth inhibition. We describe ERK1/2 dependent changes of translational events such as elevation of RhoA levels within the growth cone, which may potentiate the cells’ responses to Nogo-A. We also observed Nogo-A dependent upregulation of the JAK/STAT pathway inhibitors SOCS3 and KLF4 and downregulation of insulin mediated phosphorylation of AKT, indicating direct negative crosstalk between Nogo-A signalling and the growth promoting JAK/STAT and AKT/mTORC1 pathways.

AI-assisted techniques for lesion registration and segmentation have the potential to make CT-based tumor follow-up assessment faster and less reader-dependent. However, empirical evidence on the advantages of AI-assisted volumetric segmentation for lymph node and soft tissue metastases in follow-up CT scans is lacking. The aim of this study was to assess the efficiency, quality, and inter-reader variability of an AI-assisted workflow for volumetric segmentation of lymph node and soft tissue metastases in follow-up CT scans. Three hypotheses were tested: (H1) Assessment time for follow-up lesion segmentation is reduced using an AI-assisted workflow. (H2) The quality of the AI-assisted segmentation is non-inferior to the quality of fully manual segmentation. (H3) The inter-reader variability of the resulting segmentations is reduced with AI assistance.