Zellphysiologie Wie verletzte Nerven sich selbst am Heilen hindern
Bochumer Forscher finden einen überraschenden Effekt. Das erlaubt neue Ansätze für die Entwicklung von Medikamenten nach Schädigungen im Zentralen Nervensystem.
Schädigungen von Nervenfasern im Zentralen Nervensystem – Gehirn, Sehnerv oder Rückenmark – ziehen oft lebenslange und schwerwiegende Behinderungen nach sich. Verschiedene Gründe für die ausbleibende Heilung der Nerven sind bekannt; ihre Behandlung führte bisher aber dennoch nicht zu durchschlagenden Erfolgen. Ein Forschungsteam der RUB hat eine Entdeckung gemacht, die das teilweise erklären könnte und Ansätze für neue Medikamente möglich macht: Nerven setzen am Ort der Verletzung einen Lockstoff frei, der wachsende Nervenfasern anzieht und so dort gefangen hält. Dadurch können sie nicht in die richtige Richtung wachsen, um die Verletzung zu überbrücken. Das Team der Zellphysiologie um Prof. Dr. Dietmar Fischer berichtet in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Science PNAS vom 25. Mai 2021 online vorab.
Es muss eine weitere Ursache geben
Drei wesentliche Ursachen für die Regenerationsunfähigkeit verletzter Nerven des Zentralnervensystems, kurz ZNS, waren bislang bekannt: Die unzureichende Aktivierung eines Regenerationsprogramms in verletzten Nervenzellen, welche das Faserwachstum anregt, die Ausbildung einer für Nervenfasern nur schwer zu durchdringenden Narbe an der Verletzungsstelle und eine hemmende Wirkung von Eiweißmolekülen im Nerven auf nachwachsende Nervenfasern, sogenannte Axone. „Wenngleich man in den vergangenen Jahrzehnten experimentelle Ansätze gefunden hat, auf diese einzelnen Aspekte therapeutisch einzugehen, zeigten selbst kombinatorische Ansätze nur einen mäßigen Erfolg“, so Dietmar Fischer. „Es muss also noch weitere, bisher unbekannte Ursachen dafür geben, warum Nervenfasern im ZNS nicht regenerieren.“
Sein Team konnte nun am Modell des Sehnervs eine weitere, für die Forschenden überraschende Ursache für das Ausbleiben der Regeneration im ZNS zeigen. Der zugrunde liegende Mechanismus basiert nicht wie bei den bisher bekannten Gründen auf einer Hemmung des Faserwachstums, sondern vielmehr auf einer positiven Wirkung eines Proteins an der Verletzungsstelle des Nervs. Dieses Molekül ist ein sogenanntes Chemokin mit der Bezeichnung CXCL12. „Das Protein fördert eigentlich das Wachstum von Axonen und lockt regenerierende Fasern an. Es ist also chemoattraktiv“, erklärt Fischer. Genau diese Eigenschaft entpuppte sich aber bei der Regeneration im lebenden Tier als großes Problem.
Gefangene Nervenfasern
Die Bochumer Forschenden konnten zeigen, dass dieses Protein an der Verletzungsstelle im Nerven freigesetzt wird und somit die Axone durch den chemoattraktiven Effekt an der verletzten Stelle hält. Einige Fasern, die bereits über die Verletzungsstelle hinweg regeneriert waren, wechselten dadurch sogar die Richtung und wuchsen wieder zurück zur Verletzungsstelle.
