Neue Erkenntnisse könnten Fortschritte in der Humanmedizin bringen
Eine Querschnittslähmung gilt bislang als unheilbar. Doch es werden ständig neue Therapie-Ansätze entwickelt, um die Funktion verletzter Nerven wiederherzustellen. US-Forscher der Duke University in Durham (North Carolina) haben nun durch Experimente mit Zebrafischen möglicherweise ein Schlüsselprotein für die Reparatur von verletztem Rückenmark gefunden. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit wecken Hoffnung, denn das Protein kommt in ähnlicher Form auch beim Menschen vor. Die Ergebnisse der Studie wurden im renommierten Fachmagazin “Science” veröffentlicht.
Querschnittlähmung durch Verletzung des Rückenmarks
Das Rückenmark befindet sich im knöchernen Spinalkanal der Wirbelsäule und bildet zusammen mit dem Gehirn das Zentralnervensystem (ZNS). Seine Aufgabe besteht unter anderem in der Kommunikation zwischen dem Gehirn und den inneren Organen sowie der Haut und Muskulatur. Ebenso ist es für die Überwachung der Motorik und der Körperbewegungen zuständig. Werden die Nervenbahnen im Rückenmark z.B. durch einen Unfall verletzt, drohen bleibende Schädigungen in Form einer Querschnittslähmung. Diese ist bislang nicht heilbar, vielmehr bleiben die Lähmungen meist lebenslang bestehen.
Zebrabärblingen gelingt Selbstheilung
Das gilt laut einer Mitteilung der Duke University in Durham (North Carolina) für Zebrabärblinge hingegen nicht. Wird das Rückenmark der – auch als Zebrafische bekannten – Tiere verletzt, treten auch bei ihnen Lähmungserscheinungen auf, die denen des Menschen ähneln.
Doch anders als bei uns, beginnt anschließend ein Heilungsprozess, bei dem sogenannte Gliazellen zunächst die Lücke zwischen den Enden der abgetrennten Nervenfasern überbrücken, informiert die Universität. Im Anschluss entstehen Nervenzellen, durch welche die Unterbrechung nach und nach geschlossen wird.
Fische sind nach acht Wochen geheilt
Nach etwa acht Wochen hat das neue Nervengewebe die Lücke gefüllt und die Lähmungserscheinungen sind vollständig verschwunden. Bei Säugetieren blockiert jedoch unter anderem das entstehende Narbengewebe ein erneutes Wachsen der Nervenzellen und damit eine Verknüpfung der Enden.
“Dies ist eines der bemerkenswertesten Kunststücke der natürlichen Regeneration”, wird Kenneth Poss von der Duke University in der Mitteilung zitiert. “Angesichts der begrenzten Anzahl erfolgreicher Therapien, die heute für die Reparatur verloren gegangener Gewebe verfügbar sind, müssen wir bei Tieren wie dem Zebrafisch nach neuen Hinweisen suchen, wie die Regeneration stimuliert werden kann”, so der Wissenschaftler weiter.
Forscher entdecken spezielle Eiweißmoleküle
Doch wie sich diese außergewöhnliche Fähigkeit der Zebrafische erklären? Um diese Frage zu beantworten, beobachtete ein Forscher-Team um Kenneth Poss die Tiere während des Regenerationsprozesses und kam zu erstaunlichen Ergebnissen. Es gelang den Experten, sieben spezielle Gene zu identifizieren, die im Falle einer Rückenmarksverletzung der Fische für die Produktion bestimmter Eiweißmoleküle zuständig sind. Eines davon, der Wachstumsfaktor CTGF (Connective Tissue Growth Factor), wurde in den Gliazellen gebildet, welche im ersten Schritt der Heilung die Brücke zwischen den abgetrennten Nervenenden bilden.
Der Mensch besitzt ähnliches Protein
“Wir vermuteten, dass CTGF wichtig sein könnte, da es nach der Verletzung nur in spezifischen Zellen aktiviert wurde”, so Co-Autor Mayssa Mokalled laut der Mitteilung. Ein ähnliches Protein, dessen Struktur sich nur um zehn Prozent vom Zebrafisch-CTGF unterscheidet, kommt auch beim Menschen vor. Die Forscher setzten die humane Form des CTGF bei den Tieren mit Rückenmarksverletzungen ein und erkannten, dass auch in diesem Fall eine Verstärkung der Regeneration des Nervengewebes einsetzte.
„Die zuvor gelähmten Fische schwammen wieder im Aquarium. Der Effekt des Proteins ist beeindruckend”, berichtet Mokalled. “Ich glaube nicht, dass CTGF das ganze Geheimnis ist, aber wir haben damit etwas in der Hand, das uns bei dem Ziel, die Regeneration zu fördern, Ansatzpunkte liefert”, resümiert Poss. Geplant seien nun Experimente mit Mäusen, um herauszufinden, zu welchem Zeitpunkt und in welchem Zelltyp CTGF produziert wird. (nr)
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