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Schutz für Nervenzellen

24.05.2006
Eine neue Substanz bewahrt Neuronen nach einem Schlaganfall vor dem Zelltod und hilft, entstandene Schäden zu reparieren
Nach einem Schlaganfall zählt jede Minute. Wenn nicht schnell Hilfe kommt, nimmt das Gehirn bleibenden Schaden. Wissenschaftler unter anderem von der Max-Planck-Forschungsgruppe für die Enzymologie der Proteinfaltung haben jetzt eine Substanz synthetisiert, die diese Schäden zumindest teilweise von den Nervenzellen abwendet. Oder die Schäden repariert, wenn sie diese nicht verhindern konnte. Die Verbindung ähnelt einem Medikament, mit dem Mediziner nach Transplantationen das Immunsystem unterdrücken oder Autoimmunkrankheiten behandeln und das ebenfalls die Nervenzellen schützt. Die neue Substanz wirkt nach den Erkenntnissen der Forscher aber nur auf Nervenzellen. Sie könnte auch die Folgen anderer Krankheiten lindern, die Nervenzellen zerstören (Journal of Biological Chemistry, 26. Mai).

Ein Schlaganfall schneidet Teile des Gehirns vom Blutstrom ab - ein Gerinnsel verstopft dabei das Gefäß, das die Nervenzellen mit Sauerstoff versorgt. So schnell wie möglich müssen Ärzte jetzt versuchen, den Pfropfen aufzulösen. Denn je länger den Nervenzellen der Sauerstoff entzogen wird desto mehr Neuronen sterben ab - sie stürzen sich in den programmierten Zelltod. Bislang gibt es kein Mittel, die Nervenzellen vor dem Tod zu schützen oder abgestorbene Nervenzellen gar zu ersetzen. Das könnte sich ändern: Eine Gruppe um den Max-Planck-Wissenschaftler Gunter Fischer hat jetzt eine Substanz entdeckt, die die bleibenden Schäden bei Ratten mit Schlaganfallsymptomen begrenzt und teilweise sogar rückgängig macht.

Blockade eines Enzyms: Im Zentrum ist ein dreidimensionales Bild des FK506-binding-protein FKBP38 zu sehen. Seine Oberfläche zeigt negativ geladene (rot), positiv geladene (blau) und hydrophobe (rot) Partien. Die neuroprotektive Substanz DM-CHX ist im Stäbchenmodell dargestellt. Im Hintergrund illustrieren mikroskopische Aufnahmen von Nervenzellen, wen die Blockadeaktion schützt. Bild: Journal of Biological Chemistry / MP-Forschungsstelle für die Enzymologie der Proteinfaltung

Den Stoff bezeichnen die Biochemiker als DM-CHX. Er blockiert ein Enzym aus einer Familie, die den Namen FKBP - kurz für FK506-binding-protein - trägt. Die Mitglieder dieser Enzym-Familie helfen, Proteine zu falten. DM-CHX schaltete dabei besonders selektiv das Familienmitglied FKBP38 aus. "Wenn FKBP38 sehr aktiv ist, löst es in Nervenzellen den programmierten Zelltod aus", sagt Gunter Fischer, der Leiter der Studie: "FKBP38 zu blockieren, gibt den Zellen größere Chancen zu überleben." Außerdem sorgt die Blockade von FKBP38 dafür, dass Nervenzellen schneller wachsen, um bereits vorhandene Schäden zu reparieren. Die Wirkung von DM-CHX konnten die Max-Planck-Forscher nicht nur auf zellulärer Ebene beobachten: Ratten, denen sie den Stoff nach einem Schlaganfall verabreichten, konnten auch besser laufen als unbehandelte Tiere. Die Substanz könnte aber nicht nur vor bleibenden Schäden eines Schlaganfalls schützen, sondern auch bei anderen Erkrankungen helfen, denen wie bei der Alzeimerkrankheit Nervenzellen zum Opfer fallen.

Andere Enzyme der FKBP-Familie lahmzulegen, kann dagegen weder den Selbstmord der Nervenzellen verhindern noch die Reparatur geschädigter Neuronen veranlassen. Das zumindest schließen Fischer und seine Kollegen aus ihren Untersuchungen. Daher hat DM-CHX gute Chancen, einmal Wirkstoff in einem Medikament zu werden. Zumindest bessere Chancen als eine ganze Reihe anderer bereits bekannter Verbindungen, die ebenfalls FKBP-Enzyme blockieren, sich aber weit weniger spezifisch an FKBP38 anlagern.

Manche dieser Substanzen greifen zusätzlich auch an völlig anderer Stelle im Stoffwechsel ein. So wie die Verbindung FK506, die die Biochemiker erst auf die Fährte von DM-CHX brachte. Auch sie schützt Nervenzellen vor dem Selbstmord. Doch in der Medizin hat sie eine andere Aufgabe. Ärzte behandeln Transplantationspatienten mit Medikamenten, die FK506 enthalten, damit ihr Körper ein neues Organ nicht abstößt. Auch Menschen mit einer Autoimmunkrankheit nehmen diese Arznei, damit ihr Immunsystem sich nicht gegen ihren eigenen Körper wendet.

Bis DM-CHX tatsächlich Bestandteil eines Medikaments ist, wird jedoch noch einige Zeit vergehen. Erst müssen die Forscher die Wirkungen, die DM-CHX über kurze und lange Zeiträume zeigt, besser erforschen. Und sie müssen auch besser verstehen, wie DM-CHX im Detail in das Wachstum und die Differenzierung von Zellen eingreift, damit sie unerwünschte Nebenwirkungen ausschließen können.

Originalveröffentlichung:

Frank Edlich, Matthias Weiwad, Dirk Wildemann, Franziska Jarczowski, Susann Kilka, Marie-Christine Moutty, Günther Jahreis, Christian lücke, Werner Schmidt, Frank Striggow und Gunther Fischer

The specific FKBP38 inhibitor N-(N’,N’-dimethylcarboxamidomethyl)-cycloheximide has potent neuroprotective and neurotrophic properties in brain ischemia

Journal of Biological Chemistry, 26. Mai 2006-05-23

Dr. Andreas Trepte | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/

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