Krebsmolekül sorgt für Aufrechterhaltung der Gehirnfunktionen

Ein an der Krebsmetastasierung beteiligtes Molekül spielt auch bei der Aufrechterhaltung der Gehirnfunktionen wie Lernen oder Gedächtnis eine entscheidende Rolle. Das sogenannte Signalmolekül VEGF D ist wesentlich daran beteiligt, dass die charakteristische Gestalt der Nervenzellen – die baumartige Struktur der Neuronen – in seiner Komplexität erhalten bleibt. Das hat ein Forscherteam unter Leitung des Neurobiologen Prof. Dr. Hilmar Bading am Interdisziplinären Zentrum für Neurowissenschaften der Universität Heidelberg nachgewiesen. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Neuron“ veröffentlicht.

Die hochkomplexe baumartige Struktur von Neuronen ist eine wichtige Voraussetzung für ihre Fähigkeit, Verbindungen mit anderen Neuronen herzustellen. Die daraus resultierenden Vernetzungen sind die grundlegenden „Recheneinheiten“, die das normale Funktionieren des Gehirns ermöglichen. Veränderungen im Astwerk dieser dendritischen Bäume können eine negative Wirkung auf die Vernetzung ausüben und damit kognitive Defizite nach sich ziehen. Eine Verkürzung der Dendriten und eine Vereinfachung der dendritischen Verzweigungen sind als Merkmale verschiedener neurologischer Erkrankungen wie Alzheimer beobachtet worden, wie Prof. Bading erläutert. Sie können zu erheblichen Beeinträchtigungen der geistigen Fähigkeiten führen.

Als Schlüsselregulator der neuronalen Verzweigungen haben die Heidelberger Forscher jetzt erstmals das Signalmolekül VEGF D identifiziert. In der Wissenschaft war VEGF D bis dahin als wachstumsfördernder Faktor in Bezug auf Blut- und Lymphgefäße – als Vascular Endothelial Growth Factor – bekannt. Weil dieses Signalmolekül auch die Ausbreitung von Tumoren begünstigen kann, zielen bestimmte Formen der Krebstherapie systematisch darauf ab, diesen Wachstumsfaktor zu blockieren. Das Team um Prof. Bading hat nun bei Tieren nachgewiesen, dass das Blockieren der VEGF D-Bildung in den Neuronen zu einem Zusammenschrumpfen der dendritischen Bäume und somit zu schweren Beeinträchtigungen des Langzeitgedächtnisses führen kann. „VEGF D spielt eine regulierende Rolle bei den Gehirnfunktionen und umgekehrt hält die Gehirnaktivität die VEGF D-Werte hoch“, erläutert Prof. Bading. „Wir haben nun Hinweise darauf, dass bei gewissen neurologischen Erkrankungen VEGF D nicht mehr ausreichend vorhanden ist, was erklären könnte, warum erkrankte Neuronen nicht richtig funktionieren und die Patienten an kognitiven Defiziten leiden.“

Die neuen Erkenntnisse legen nach Angaben von Prof. Bading nahe, dass Strategien zur Aufrechterhaltung oder Wiederherstellung der neuronalen Architektur durch Stärkung des VEGF D-Haushalts neue Wege in der Entwicklung wirksamer Behandlungsmethoden für krankheits- und möglicherweise auch altersbedingte kognitive Fehlfunktionen eröffnen könnten. Prof. Bading: „Gleichzeitig mahnt die unerwartete Rolle, die wir für VEGF D im Gehirn identifiziert haben, zur Vorsicht beim Einsatz von VEGF D-Signalblockern als krebstherapeutische Maßnahme“. Hilmar Bading ist Direktor des Interdisziplinären Zentrums für Neurowissenschaften (IZN) der Univer¬si¬tät Heidelberg und leitet am IZN die Abteilung Neurobiologie.

Originalveröffentlichung
D. Mauceri, H.E. Freitag, A. M.M. Oliveira, C.P. Bengtson, and H. Bading: Nuclear Calcium-VEGFD Signaling Con¬trols Maintenance of Dendrite Arborization Necessary for Memory Formation, Neuron, Volume 71, Issue 1, 117-130, 14 July 2011, doi: 10.1016/j.neuron.2011.04.022
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