Abstract Objective Severe inflammation and astrocyte loss with profound demyelination in spinal cord and optic nerves are typical pathological features of neuromyelitis optica (NMO). A diagnostic hallmark of this disease is the presence of serum autoantibodies against the water channel aquaporin‐4 (AQP‐4) on astrocytes. Methods We induced acute T‐cell–mediated experimental autoimmune encephalomyelitis in Lewis rats and confronted the animals with an additional application of immunoglobulins from AQP‐4 antibody–positive and –negative NMO patients, multiple sclerosis patients, and control subjects. Results The immunoglobulins from AQP‐4 antibody–positive NMO patients are pathogenic. When they reach serum titers in experimental animals comparable with those seen in NMO patients, they augment clinical disease and induce lesions in the central nervous system that are similar in structure and distribution to those seen in NMO patients, consisting of AQP‐4 and astrocyte loss, granulocytic infiltrates, T cells and activated macrophages/microglia cells, and an extensive immunoglobulin and complement deposition on astrocyte processes of the perivascular and superficial glia limitans. AQP‐4 antibody containing NMO immunoglobulin injected into naïve rats, young rats with leaky blood–brain barrier, or after transfer of a nonencephalitogenic T‐cell line did not induce disease or neuropathological alterations in the central nervous system. Absorption of NMO immunoglobulins with AQP‐4–transfected cells, but not with mock‐transfected control cells, reduced the AQP‐4 antibody titers and was associated with a reduction of astrocyte pathology after transfer. Interpretation Human anti–AQP‐4 antibodies are not only important in the diagnosis of NMO but also augment disease and induce NMO‐like lesions in animals with T‐cell–mediated brain inflammation. Ann Neurol 2009;66:630–643

Abstract The tyrosine kinase inhibitor imatinib has been reported to improve outcome in patients following ischemic stroke but the exact mechanism remains elusive. Here, utilizing a photothrombotic murine model of middle cerebral artery occlusion (MCAO), we show that imatinib-mediated inhibition of stroke-induced blood-brain barrier (BBB) dysfunction coincided with decreased expression of genes associated with inflammation and fibrosis in the cerebrovasculature. We found that imatinib effectively dampened stroke-induced reactive gliosis and myofibroblast transdifferentiation, whilst having very limited effect on the rest of the glia scar and on peripheral leukocyte infiltration. Further, our data suggest that consolidation of the PDGFR α + portion of the fibrotic scar in imatinib-treated mice contributes to the improvement in functional outcome compared to the vehicle controls, where the PDGFR α + scar is expanding. Comparison with human stroke transcriptome databases revealed significant overlap with imatinib-regulated genes, suggesting imatinib may modulate reactive gliosis and fibrotic scarring also in human stroke.

Ischemic stroke is a major cause of adult disability. Early treatment with thrombolytics and/or thrombectomy can significantly improve outcomes; however, following these acute interventions, treatment is limited to rehabilitation therapies. Thus, the identification of therapeutic strategies that can help restore brain function in the post-acute phase remains a major challenge. Here we report that genetic or pharmacologic inhibition of the PDGF-CC/PDGFRα pathway, which has previously been implicated in stroke pathology, significantly reduced myofibroblast expansion in the border of the fibrotic scar and improved outcome in a sensory-motor integration test after experimental ischemic stroke. This was supported by gene expression analyses of cerebrovascular fragments, showing upregulation of pro-fibrotic/pro-inflammatory genes, including genes of the TGFβ pathway, after ischemic stroke or intracerebroventricular injection of active PDGF-CC. Further, longitudinal intravital two-photon imaging revealed that inhibition of PDGFRα dampened the bi-phasic pattern of stroke-induced vascular leakage and enhanced vascular perfusion in the ischemic lesion. Importantly, we found efficacy of PDGFRα inhibition on functional recovery when initiated 24 hours after ischemic stroke. Our data implicate the PDGF-CC/PDGFRα pathway as a crucial mediator modulating post-stroke pathology and suggest a post-acute treatment opportunity for ischemic stroke patients targeting myofibroblast expansion to foster long-term CNS repair.