Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blockade im Motoneuron

30.10.2012
Erkrankungen der motorischen Nervenzellen in Rückenmark und Gehirn haben für die Betroffenen immer ernste Konsequenzen. Das Wissen über die verantwortlichen Mechanismen ist noch lückenhaft. Forscher der Universität haben jetzt neue Details aufgedeckt, die sich als Ziel für Therapien anbieten.

Das bekannteste Beispiel einer Motoneuron-Erkrankung ist vermutlich die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS). Betroffene wie der Astrophysiker Stephen Hawking oder der Maler Jörg Immendorff, der im Mai 2007 an den Folgen dieser Krankheit starb, haben sie in der Öffentlichkeit bekannt gemacht.


Isolierte Motoneurone, in denen mit einem Antiköper gegen tyrosiniertes Tubulin die dynamischen Mikrotubuli sichtbar gemacht werden.
Bild: Institut für Klinische Neurobiologie

Etwa fünf von 100.000 Menschen erkranken im Laufe ihres Lebens an einer ALS. Muskelschwund mit Lähmungen an den Armen und Beinen sind die ersten Anzeichen von ALS; später dehnen sich diese auf den Körperstamm aus, in fortgeschrittenen Stadien sind dann auch die Atem- und Schluckmuskulatur und die Zunge betroffen.

Verantwortlich für diese Symptome sind Funktionsstörungen im Bereich der sogenannten „Motoneurone“. Dabei handelt es sich um spezielle Nervenzellen im Gehirn und im Rückenmark, die die Funktionen und Bewegungen der Muskulatur steuern.

Neurodegenerative Erkrankungen

„Bei den meisten neurodegenerativen Erkrankungen geht eine lange Periode ‚klinisch stiller‘ Veränderungen den ersten Symptomen voraus“, erklärt Professor Michael Sendtner, Leiter des Instituts für Klinische Neurobiologie der Universität Würzburg. In dieser Phase treten zwar schon gravierende Störungen an den Motoneuronen auf. Diese werden aber dadurch kompensiert, dass sich in der direkten Nachbarschaft neue Zellfortsätze – sogenannt Axone – bilden, die sich um die Reizweiterleitung kümmern.

Erst ab einem späteren Zeitpunkt sind die Veränderungen so gravierend, dass sie zum Tod der Nervenzellen führen. Spätestens dann werden die Herausforderungen für eine effektive Behandlung unüberwindlich, so Sendtner. Deshalb sollte eine Therapie möglichst frühzeitig ansetzen. Allerdings sind die Vorgänge, die zum frühzeitigen Zelltod führen, auf molekularer Ebene noch nicht bis ins letzte Detail geklärt. Sendtner und seinen Mitarbeitern ist es jetzt gelungen, dem unvollständigen Bild ein weiteres Puzzle-Teil hinzuzufügen. Im Journal of Cell Biology stellen sie ihre Ergebnisse vor.

Störungen im Zellskelett

In ihrer Studie haben die Wissenschaftler sogenannte Mikrotubuli ins Visier genommen. Dabei handelt es sich um röhrenförmige Strukturen, die das Zellskelett bilden. Mikrotubuli sind mitverantwortlich für die Stabilität der Zelle und ihre Form, für Bewegungen der Zelle und für Bewegungen und Transporte innerhalb der Zelle. Kommt es zu Störung bei der Bildung dieser Strukturen, degenerieren die Nervenzellfortsätze; danach dauert es nicht mehr lange, bis die gesamte Zelle stirbt.

Mittlerweile hat die Wissenschaft eine Reihe von Faktoren identifiziert, die beim Embryo das Wachstum von Motoneuronen anregen und selbst in einer frühen Phase nach der Geburt noch dazu in der Lage sind, verletzte Motoneuronen zu „reparieren“. Diese Faktoren haben jedoch kaum Einfluss auf das Zytoskelett von erwachsenen Nervenzellen– mit Ausnahme eines Faktors mit dem wissenschaftlichen Namen CNTF. „CNTF stabilisiert das Zytoskelett der Nervenfortsätze, verzögert damit den Ausbruch der Krankheit und verlängert das Leben der Betroffenen signifikant – zumindest im Tierversuch“, erklärt Michael Sendtner.

Ein Faktor macht den Unterschied

Warum CNTF den Krankheitsverlauf positiv beeinflusst, die anderen Faktoren aber nicht, haben die Würzburger Forscher untersucht. „Wir konnten zeigen, dass CNTF im Unterschied zu anderen Faktoren den Abbau der Zellfortsätze verhindert, indem das Protein einen ganz bestimmten Signalweg aktiviert“, erklärt Sendtner. Der Faktor wirke auf ein Protein ein – STAT3 genannt; dies wiederum interagiere mit einem weiteren Eiweiß namens Stathmin, einem Molekül, das Mikrotubuli destabilisieren kann. „STAT3 interagiert mit Stathmin, verhindert dessen destabilisierende Wirkung auf die Mikrotubuli und verhindert so die Zerstörung des Cytoskeletts in den Nervenfortsätzen“, so Sendtner.

Die Blockade von Stathim mit Hilfe spezieller Wirkstoffe bietet sich somit als Ansatzpunkt neuartiger Therapien nicht nur von Motoneuron-Erkrankungen an, glauben die Wissenschaftler. Wegen der prinzipiellen Ähnlichkeit der Vorgänge könnte dies sogar ein Angriffspunkt allgemein bei neurodegenerativen Störungen sein.

Local axonal function of STAT3 rescues axon degeneration in the pmn model of motoneuron disease. Bhuvaneish Thangaraj Selvaraj,Nicolas Frank,Florian L.P. Bender,Esther Asan and Michael Sendtner. The Journal of Cell Biology, DOI: 10.1083/jcb.201203109

Kontakt

Prof. Dr. Michael Sendtner, T (0931) 201-44000, Sendtner_M@klinik.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Biologischer Lichtsensor in Aktion gefilmt
15.06.2018 | Paul Scherrer Institut (PSI)

nachricht Belohnung fürs Gehirn
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

Meteoriteneinschläge und Spektralfarben: HITS bei Explore Science 2018

11.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

EMAG auf der AMB: Hochproduktive Lösungen für die vernetzte Automotive-Produktion

15.06.2018 | Messenachrichten

AchemAsia 2019 in Shanghai

15.06.2018 | Messenachrichten

Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen

15.06.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics