Verbesserte Behandlung von Bewegungsstörung in Aussicht?
Bewegungsstörungen erschweren den Alltag von betroffenen Menschen erheblich. Kann in Zukunft Menschen mit der am häufigsten auftretenden Bewegungsstörung, dem Tremor, durch neue Formen der Therapien effektiv geholfen werden? Beim Verständnis des Beschwerdebildes wurde jetzt ein entscheidender Durchbruch erzielt, der es ermöglichte, auftretenden Tremor vollständig rückgängig zu machen.
Bei der aktuellen Untersuchung des Baylor College of Medicine und des Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute am Texas Children’s Hospital wurde festgestellt, dass ein bestimmter Hirnzelltyp einen Tremor auslösen kann, wenn sich sein Signalmuster an andere Neuronen verändert. Wird diese Veränderung rückgängig gemacht, hört auch der Tremor auf. Die Ergebnisse der Studie wurden in der englischsprachigen Fachzeitschrift „eLife“ publiziert.
Purkinje-Zelle löste Tremor aus
Ein Tremor (Muskelzittern) bezeichnet die am häufigsten auftretende Bewegungsstörung. Forschende versuchten jetzt herauszufinden, warum eine solche Störung auftritt und wie sie effektiv behandelt werden kann. Bei ihrer Untersuchung in Tiermodellen stellte die Forschungsgruppe fest, dass ein bestimmter Hirnzelltyp, die so genannte Purkinje-Zelle, einen Tremor auslöst, wenn sich ihr Signalmuster an andere Neuronen von einem regelmäßigen Muster zu einem Signal in Form von Schüben verändert.
Tiefenhirnstimulation machte Veränderungen der Signale rückgängig
Das veränderte Muster der Signale normalisierte sich wieder, als die Tiere mit sogenannter Tiefenhirnstimulation behandelt wurden, welche auf eine Gruppe von Kleinhirnneuronen ausgerichtet war, die mit den Purkinje-Zellen kommunizieren. Dieser Vorgang führte dazu, dass der Tremor aufhörte.
Warum wirken verfügbare Behandlungsmethoden teilweise nicht?
„Der Tremor ist eine unfreiwillige, rhythmische Zitter-Bewegung in einem oder mehreren Körperteilen. Die verfügbaren Behandlungsmethoden sind nicht immer wirksam und die Entwicklung neuer Therapien zur Unterstützung von Menschen mit dieser Erkrankung wurde teilweise dadurch eingeschränkt, dass nicht bekannt ist, welche Zelltypen beteiligt sind”, berichtet Studienautorin Amanda M. Brown vom Baylor College of Medicine in einer Pressemitteilung.
Die Rolle von Purkinje-Zellen
In der aktuellen Studie wurde die zugrunde liegende Hirnaktivität, die mit dieser Erkrankung verbunden ist, in Tiermodellen untersucht. So wurde festgestellt, dass Purkinje-Zellen im Kleinhirn die Signale für den Tremor auslösen und weitergeben können.
Tremor erschwert wesentliche Aufgaben des Alltags
Es gibt verschiedene Kategorien von Tremor. Einige können intermittierend oder konstant sein und sporadisch auftreten, oder einige können mit vielen anderen neurologischen Störungen wie Parkinson, Ataxie oder Dystonie assoziiert sein. Obwohl der Tremor als Erkrankung nicht lebensbedrohlich ist, kann er eine Behinderung darstellen oder wesentliche tägliche Aufgaben wie Essen, Trinken und Gehen erschweren.
Was veranlasste die Forschenden zur Untersuchung der Purkinje-Zellen?
Frühere Studien hatten angedeutet, dass ein Defekt der Purkinje-Zellen im Kleinhirn, einem Hirnareal, das an Bewegung, Gleichgewicht, Koordination und anderen Funktionen beteiligt ist, zur Entstehung des Tremors beizutragen scheint. Die Forschenden wollten dies genauer untersuchen.
Purkinje-Zellen von Mäusen wurden manipuliert
Bei der Studie wurde zunächst die Fähigkeit der Purkinje-Zellen zur Kommunikation mit anderen Zellen in den Mausmodellen genetisch entfernt. Die Forschenden erwarteten, dass diese Mäuse einen Tremor entwickeln würden. Überraschenderweise konnte kein Tremor gefunden werden. Dies zeigte der Forschungsgruppe, dass die Aktivität der Purkinje-Zellen und nicht der Aktivitätsverlust für die Verursachung des Tremors wichtig war. Also mussten Purkinje-Zellen in der Lage sein , anderen Gehirnzellen zu signalisieren, dass ein Tremor auftritt.
Welche Art von Signal löste einen Tremor aus?
Die Forschenden verlegten Elektroden in das Gehirn von Mäusen und zeichneten dann die Aktivität der Purkinje-Zellen während des Tremors und im Normalzustand auf. So fanden sie heraus, dass die Signale, die Purkinje-Zellen im Normalzustand an andere Gehirnzellen senden, einem regelmäßigen Aktivitätsmuster folgen. Während eines Tremors kamen die Signale allerdings in Schüben.
Schübe von Signalen lösten Tremor aus
Weitere Experimente zeigten dann, dass diese Schübe den Tremor auslösten. Die Forschungsgruppe entwickelte eine optogenetische Methode, um die Purkinje-Zellen absichtlich dazu zu bringen, Signale in Schüben auszusenden. Wenn die Forschenden solche Schübe auslösten, erlitten die Tiere einen Tremor.
Kleinhirn an verschiedenen Arten von Tremorstörungen beteiligt?
Indem die Frequenz des von den Purkinje-Zellen erzeugten Signals verändert wurde, varrierte die Frequenz des Tremors. Dies deutet darauf hin, dass das Kleinhirn an vielen verschiedenen Arten von Tremorstörungen beteiligt sein könnte.
Tiefenhirnstimulation des Kleinhirns zeigte Wirkung
Die Forschenden richteten ein experimentelles System ein, welches es ihnen ermöglichte, mit der Tiefenhirnstimulation nur dann zu beginnen, wenn eine Maus einen Tremor hatte. Die Ergebnisse zeigten, dass die Tiefenhirnstimulation des Kleinhirns den Tremor erfolgreich auf ein normales Maß reduzieren kann. (as)
Autoren- und Quelleninformationen
Wichtiger Hinweis:
Dieser Artikel enthält nur allgemeine Hinweise und darf nicht zur Selbstdiagnose oder -behandlung verwendet werden. Er kann einen Arztbesuch nicht ersetzen.
