Trotz der Fortschritte in der Geburtshilfe und der Neugeborenenversorgung ist es nach wie vor schwierig, Neugeborene mit Enzephalopathie aufgrund von Hypoxie-Ischämie, die einer therapeutischen Hypothermie unterzogen werden, frühzeitig zu erkennen. Daher wird intensiv nach Biomarkern gesucht, die eine Hirnschädigung erkennen können. Ziel dieser Studie war es, die Serum- und Gehirnexpressionen zweier potenzieller Biomarker, miR-126/miR-146a, in einem präklinischen Modell der durch Hypoxie-Ischämie (HI) verursachten Hirnschädigung zu untersuchen und ihre Modulation während einer Melatoninbehandlung zu erforschen. Sieben Tage alte Ratten wurden einer dauerhaften Ligatur der rechten Karotisarterie unterzogen, gefolgt von 2,5 Stunden Hypoxie (HI). Melatonin (15 mg/kg) wurde 5 Minuten nach der HI verabreicht. Serum- und Hirnproben wurden 1, 6 und 24 Stunden nach HI entnommen. Die Ergebnisse zeigen, dass die HI einen signifikanten Anstieg der zirkulierenden Spiegel von miR-126 und miR-146a in der frühen Phase der Entwicklung der ischämischen Hirnschädigung (d. h. 1 Stunde) verursacht, mit einem parallelen und entgegengesetzten Muster in der ischämischen Großhirnrinde. Diese Effekte werden 24 Stunden später nicht mehr beobachtet. Durch die Behandlung mit Melatonin wurden die HI-induzierten Auswirkungen auf die miR-126/miR-146a-Expressionen wiederhergestellt, sowohl in der Großhirnrinde als auch im Serum. Wir kommen zu dem Schluss, dass miR-126/miR-146a vielversprechende Biomarker für HI-Verletzungen sind und zeigen eine damit verbundene Konzentrationsänderung nach einer Melatoninbehandlung.