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Enzym beschleunigt Regeneration von Nervenfasern

01.08.2014

Am Modell des Ischiasnervs haben Forscher der Neurologischen Klinik des Universitätsklinikums Düsseldorf entdeckt, dass das Enzym Glycogen synthase kinase 3 (GSK3) in Nervenzellen die Regeneration von Nervenfasern erheblich beschleunigen kann. Entscheidend ist dabei die Aufrechterhaltung seiner Aktivität, die normalerweise bei Verletzungen gehemmt wird. Die Studienergebnisse wurden am Donnerstag, den 31. Juli 2014 in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Verletzungen von Nerven – etwa jene, die die Bewegung von Armen und Beinen steuern – führen häufig zu dauerhaften Funktionsstörungen, da die Nervenfasern oft nur unvollständig regenerieren. Für betroffene Patienten bedeuten solche Störungen der Motorik und der Sensibilität eine erhebliche Belastung, die mit schwerwiegenden Beeinträchtigungen der Lebensqualität einhergehen kann.


Regenerationsphasen des verletzten Ischiasnervs bei Mäusen mit abgeschaltetem bzw. aktiviertem Enzym GSK3

Foto: UKD

Der Erfolg einer vollständigen Genesung hängt mitunter von der Regenerationsgeschwindigkeit der nachwachsenden Nervenfasern ab, die das Zielgewebe erneut anregen. „Ein wesentliches Ziel der Forschung ist es, neue Ansätze zur Beschleunigung des Nachwachsens von Nervenfasern zu entwickeln“, sagt Prof. Dr. Dietmar Fischer, Leiter des Bereichs Experimentelle Neurologie der Neurologischen Klinik des Universitätsklinikums Düsseldorf. Am Tiermodell ist ihm und seinem Forscherteam dies nun gelungen.

Dabei verwendeten die Wissenschaftler Mäuse, bei denen ein bestimmtes Enzym (GSK3) nicht mehr abgeschaltet werden kann. Diese Inaktivierung des Enzyms findet normalerweise in verletzten Nervenzellen statt und wurde bisher als essentiell für das Nervenfaserwachstum erachtet. An den Mäusen haben die Düsseldorfer Forscher jedoch entdeckt, dass die Nervenfaserregeneration durch das aktive Enzym im verletzten Ischiasnerv erheblich verbessert wurde.

„Bereits eine Woche nach Schädigung des Ischiasnervs konnten die Tiere ihre durch die Verletzung zuvor gelähmten Zehen wieder bewegen und sensorische Reize wahrnehmen. Dies geschieht normalerweise erst wesentlich später und im deutlich geringeren Ausmaß“, erklärt Prof. Fischer

Die Forscher konnten zudem zeigen, dass dieser regenerationsbeschleunigende Effekt auf die Aufrechterhaltung der Aktivität von GSK3 zurückzuführen ist. Daraus ergeben sich neue Ansätze für potentielle Therapien zur Nervenregeneration, wie die Entwicklung von Medikamenten, welche die Abnahme der Aktivität von GSK3 verhindern bzw. nachfolgende molekulare Prozesse aufrechterhalten. „An der Entwicklung derartiger Ansätze wird unser Team auch in den nächsten Jahren weiterarbeiten“, sagt Prof. Fischer. „Wenngleich wir nun einen neuen, sehr vielversprechenden Ansatz gefunden haben, sind für die Weiterentwicklung bis hin zu einer klinischen Anwendung am Patienten noch weitere Untersuchungen notwendig.“

Abbildung: Unverletzte Mäuse können normalerweise ihre Zehen aktiv spreizen. Eine Verletzung des Ischiasnervs führt zur vollständigen Lähmung der Zehen, und die Mäuse zeigen erst nach 14 Tagen eine leichte Erholung. Tiere, bei denen das Enzym GSK3 nicht mehr abgeschaltet werden kann, regenerieren hingegen wesentlich schneller und qualitativ besser, so dass die Lähmung bereits nach 11 Tagen vollständig verschwunden und die Funktion wiederhergestellt

Literatur: Gobrecht et al., 2014, Nature Communications

Kontakt: Prof. Dr. Dietmar Fischer, Leiter des Bereichs Experimentelle Neurologie der Neurologischen Klinik des Universitätsklinikums Düsseldorf, Tel.: 0211 / 302039237

Susanne Dopheide | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-duesseldorf.de/

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