Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Freie Sauerstoffradikale: Die gute Aufgabe der Bösewichte

12.02.2018

Bei Rückenmarksverletzungen sind sie für die Heilung von geschädigten Nervenzellen unerlässlich, berichten Tübinger Forscher

Zellalterung, Krebs, Parkinson und Alzheimer - mit freien Sauerstoffradikalen werden meist Krankheiten in Verbindung gebracht. Die Moleküle scheinen jedoch auch positive Aufgaben zu besitzen: Bei Rückenmarksverletzungen spielen sie eine unerlässliche Rolle im Heilungsprozess.


Ein geschädigter Ischiasnerv. Das Enzym NOX2 (rot) produziert die zur Regeneration benötigten freien Sauerstoffradikale. Es wird von Axonen (grün) der verletzten Nervenzellen aufgenommen.

Copyright: Simone Di Giovanni und Luming Zhou, 2018

Das berichtet ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Professor Dr. Simone Di Giovanni vom Hertie-Institut für Klinische Hirnforschung, der Universität Tübingen und dem englischen Imperial College London. In der aktuellen Ausgabe von Nature Cell Biology beschreiben die Forscher, wie verletzte Nervenzellen gezielt ein Enzym aufnehmen, dass freie Sauerstoffradikale bildet.

Die entstehenden Radi-kale setzen anschließend Prozesse in Gang, die der Regenerierung der Zellen dienen. "Behandlungen, die nach einer Nervenverletzung darauf abzielen, die Produktion freier Sauerstoffradikale einzuschränken, könnten tatsächlich nachteilig sein", erklärt Di Giovanni. "Der genaue Zeitpunkt und die richtige Dosis müssen wohl berücksichtigt werden." Unklar bleibt, ob eine höhere Menge an freien Sauerstoffradikalen den Heilungs-prozess noch verbessern kann.

In der aktuellen Studie beobachteten die Wissenschaftler, wie körpereigene Abwehrzellen - sogenannte Makrophagen - nach einer Verletzung ein Enzym mit dem Namen NOX2 ins Gewebe absondern. "NOX2 wird anschließend vom Axon, dem Nervenzellfortsatz, der verletzten Zellen aufgenommen und in kleinen Vesikeln Richtung Zellkörper transportiert", beschreibt Di Giovanni.

"Es erzeugt freie Sauerstoffradikale, indem es eine Reihe von Proteinen oxidiert. Durch sie werden im Zellkörper Signalwege angeregt, an dessen Enden die Regenerierung des Axons und das Wachstum weiterer Zellfortsätze steht."

Noch sind die komplexen molekularen und zellulären Prozesse, die sich nach einer Verletzung an Nerven oder im Rückenmark abspielen, nicht vollständig verstanden. Die aktuelle Studie fügt jedoch ein weiteres Puzzleteil zum Gesamtbild hinzu. Rückenmarksverletzungen gehen oftmals mit lebenslangen Lähmungen einher. Sind die Nervenfasern einmal durchtrennt, leiten sie kein Gehirnsignal mehr an Muskeln in Bein oder Arm weiter. Derzeit gibt es keine Therapie, die Nervenfasern reparieren kann. "Je besser wir aber verstehen, was im Körper vor sich geht, desto einfacher werden wir Strategien entwickeln können", so Di Giovanni.

Die Studie des Tübinger Wissenschaftlers leitet auch ein Umdenken in der Forschung mit ein. "Bisher assoziierten wir freie Sauerstoffradikale vor allem mit Schäden an Nerven und Rückenmark", sagt Di Giovanni. "Die Moleküle gehen unkontrolliert chemische Reaktionen mit Proteinen und DNA ein und zerstören so Zellmembranen und Erbgut. Jetzt müssen wir ihnen tatsächlich aber auch positive Aufgaben zuschreiben."

Neben den aktuellen Ergebnissen gibt es in jüngster Zeit Hinweise, dass die Moleküle unter anderem eine Rolle beim Wachstum von Nervenzellen im Hippocampus, der Gedächtniszentrale im Gehirn, spielen. Ebenso scheinen sie an zellulären Signalwegen bei der Wundheilung in Zebrafi-schen beteiligt zu sein. In einer künftigen Studie möchte Di Giovanni erforschen, was passiert, wenn er die Produktion von freien Sauerstoffradikalen durch NOX2 erhöht. "Wenn wir Glück haben verbessert dies sogar den Heilungsprozess in den Zellen."

Originalpublikation
Hervera et al., (2018): Reactive oxygen species regulate axonal regen-eration through the release of exosomal NADPH oxidase 2 complexes into injured axons. Nature Cell Biology
DOI: 10.1038/s41556-018-0039-x

Weitere Informationen:

https://www.hih-tuebingen.de Hertie-Institut für klinische Hirnforschung
https://www.uni-tuebingen.de Eberhard Karls Universität Tübingen

Dr. Mareike Kardinal | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Live-Verfolgung in der Zelle: Biologische Fussfessel für Proteine
19.06.2018 | Universität Basel

nachricht Tag it EASI - neue Methode zur genauen Proteinbestimmung
19.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

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

Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen

19.06.2018 | Physik Astronomie

Automatisierung und Produktionstechnik – Wandlungsfähig – Präzise – Digital

19.06.2018 | Messenachrichten

Überdosis Calcium

19.06.2018 | Medizin Gesundheit

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