Rückenmark: Forscher heilen verletzte Nervenzellen

Schon eine kleine Wunde im Rückenmark genügt, um große Teile des Körpers zu lähmen. Nun ist es Forschern bei Mäusen gelungen, verletzte Zellen im Rückenmark im großen Maßstab und nachhaltig zum Wachsen zu bringen - durch die Unterdrückung von nur einem Enzym.

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Rückenmarksregeneration: Wenn Nervenzellen wieder wachsen
Das Rückenmark verbindet Denken und körperliches Handeln: Nervenstränge aus dem Hirn münden in das Bündel inmitten unserer Wirbelsäule, treten portionsweise wieder aus und erobern den Körper. Sie strecken sich in die Fußspitzen und in die Fingerkuppen, verästeln sich in jede lebende Ecke. An ihnen entlang funken elektronische Impulse durch den Körper und steuern die Bewegungen. Ob wir einen juckenden Mückenstich spüren und uns anschließend an der Stelle kratzen oder nur ungeduldig mit unserem Bein auf und ab wippen -für alles sind Impulse zuständig, die aus dem Nervengeäst im Körper über das Rückenmark in unseren Kopf sausen, im Gehirn verarbeitet werden und als Befehle für eine Reaktion wieder zurück in unseren Körper wandern.

Ist eine Stelle auf diesem Kommunikationsweg durchtrennt, hat das verheerende Folgen. Schon eine kleine Wunde im Rückenmark, gerade einmal von der Größe einer Weintraube, genügt, um den Körper unterhalb der Verletzung zu lähmen. Während durchtrennte Nervenzellen in einer Fingerkuppe langsam nachwachsen, fehlt den Neuronen im Zentralen Nervensystem die Fähigkeit zur Regeneration; elektrische Impulse aus dem Gehirn verlaufen an den verletzten Stellen nur noch in die Leere. Seit langem versuchen Wissenschaftler herauszufinden, wie sie den verletzten Zellen zur Heilung verhelfen können.

Forschern um Kai Liu von der Harvard Medical School in Boston ist es erstmals gelungen, bei Säugetieren verletzte Nervenzellen im Rückenmark im größeren Maßstab zu heilen. Die Wissenschaftler sprechen von einem Durchbruch, eine deartig robuste Regeneration der Wirbelsäule sei zuvor noch nie gelungen. Andere Forscher sehen dies skeptischer. Dennoch hoffen die Wissenschaftler, mit ihrer Methode einmal querschnittsgelähmten Menschen helfen zu können. Ihre Technik basiert auf einem einfach Eingriff in die molekularen Wege der Nervenzellen: Indem sie ein spezielles Eiweiß unterdrückten, brachten die Forscher ausgewachsene Nervenzellen wieder ein frühes Entwicklungsstadium, heißt es in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Nature Neuroscience".

Ziel der neuen Therapie ist ein Mechanismus, der eine Schlüsselrolle beim Wachstum von Nervenzellen einnimmt: der mTOR-Signalweg. Bei der Entwicklung der Nervenzellen sorgt er dafür, dass die Nervenzellen sprießen und Verbindungen zu ihren Nachbarzellen ausbauen. Dies läuft jedoch nur eine begrenzte Zeit: Haben die Nervenzellen ihre Entwicklung abgeschlossen, wird der Signalweg ausgeschaltet - und damit auch die Möglichkeit zur Regneration der Zellen. Das Ausschalten übernimmt ein spezielles Eiweiß, das PTEN. In den jungen Zellen noch wenig vorhanden, blockiert es später in großer Anzahl die Weiterentwicklung der Nervenzellen.

Bereits im Jahr 2008 zeigte der Neurologe Zhigang He vom Children's Hospital Boston und der Harvard Medical School, dass Schäden des Sehnervs mithilfe des mTOR-Signalwegs behandelt werden können. Nachdem er bei Mäusen PTEN blockiert und den mTOR-Signalweg damit wieder aktiviert hatte, heilten verletzte Nervenverbindungen zwischen dem Auge und dem Gehirn. Nun hat er gemeinsam mit einem Forscherteam seine Ergebnisse auf verschiedene Verletzungen im Rückenmark übertragen: Einmal durchtrennten sie den Nervenstrang komplett, einmal schnitten sie ihn nur an (siehe Bildergalerie). War PTEN bei den betroffenen Mäusen unterdrückt, reparierten sich die verletzten Nervenzellen und die gesunden Zellen begannen, wieder zu wachsen und den Nervenverlust auszugleichen.

"Es handelt sich hierbei um erfreuliche Grundlagen wissenschaftlicher Ergebnisse", sagt Alireza Gharabaghi, Leiter der Funktionellen Neurochirurgie an der Uniklinik Tübingen. "Die Übertragung auf den Menschen erfordert jedoch weitere intensive Forschungsarbeit." In weiteren Studien müssen die Forscher nun überprüfen, ob die PTEN-Behandlung gelähmten Mäusen tatsächlich wieder zum Laufen verhelfen kann - bisher haben sie den Effekt nur an den Neuronen betrachtet. Dafür wollen die Forscher als nächstes das Zeitfenster nach der Verletzung ermitteln, in dem die Behandlung am besten anschlägt. Erst wenn auch diese Versuche erfolgreich sind, ist eine Übertragung der Ergebnisse auf den Menschen überhaupt denkbar.

Währenddessen arbeiten auch andere Forschergruppen daran, den Weg zum ersten Medikament gegen Querschnittslähmungen zu ebnen: Ende 2009 war es Wissenschaftler von der Universität Zürich zum Beispiel gelungen, verletzte Ratten wieder zum Laufen zu bringen. Dafür regenerierten sie allerdings nicht die verletzten Nervenzellen. Stattdessen nutzten die Forscher Schaltkreise der Nerven im Rückenmark, die auch ohne eine Verbindung zum Gehirn funktionieren - ebenfalls ein vielversprechender Heilungsansatz.

irb

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