Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Transportschaden verursacht Hirndefekt

08.03.2007
Mausmodell zeigt: Der Ausfall eines Thyroid-Hormon-Transporters (MCT8) führt zu neuronalen Entwicklungsstörungen im Gehirn

Im Jahr 1840 richtete Dr. Johann Jakob Guggenbühl einen verzweifelten "Hülfsruf aus den Alpen, zur Bekämpfung des schrecklichen Cretinismus" an die Fachwelt. Der Schweizer Arzt machte damals die katastrophalen hygienischen Zustände und den Lichtmangel für die vor allem in den Alpentälern auftretenden körperlichen und geistigen Entwicklungsstörungen von Kindern verantwortlich. Heute wissen wir es besser!

"Jodmangel, aber auch genetisch bedingte Veränderungen im Haushalt der Schilddrüsenhormone sind die Ursache für neuronale Entwicklungsstörungen dieser Art", bestätigt Dr. Heike Heuer. Die Wissenschaftlerin am Leibniz-Institut für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena untersucht den Einfluss von Schilddrüsenhormonen, auch Thyroidhormone genannt, auf die Entwicklung des zentralen Nervensystems. "Ohne Thyroidhormone reifen die Nervenzellen nicht aus", so die Neurobiologin. "Das Gehirn kann sich daher nicht richtig entwickeln, es ist in seiner normalen Funktion gestört", erläutert die 37-jährige Wissenschaftlerin weiter.

Damit die Schilddrüsenhormone ihre Wirkung im Gehirn überhaupt entfalten können, müssen sie zu den Nervenzellen gelangen. Dies geschieht über die Blutbahn. Ihre eigentliche Wirkung entfalten die Thyroidhormone erst innerhalb der Zelle. Um aus dem Blut in die Zellen zu gelangen, müssen die Hormone aber verschiedene Schranken überwinden. Diesen Transport in die Zelle besorgen spezielle Proteine, sogenannte Thyroidhormon-Transporter. Sie sitzen in der Zellwand und sorgen dafür, dass die Hormone eingeschleust werden können. Im Zellkern wirken die Hormone dann als sogenante Transkriptionsfaktoren, das heißt sie regulieren die Aktivität bestimmter Zielgene.

Es reicht also nicht aus, dass Schilddrüsenhormone in ausreichender Menge auf Halde produziert werden. Wichtig ist, dass diese auch mit Hilfe der Hormontransporter zu ihren Einsatzorten gelangen. Der Bauplan und damit die Funktion der in der Fachwelt als MCT8-Transporter beschriebenen Hormon-Transporteure ist in einem bestimmten Gen kodiert. Patienten, deren MCT8-Gen durch Mutationen verändert vorliegt, leiden unter gravierenden klinischen Symptomen: Sie sind in ihrer körperlichen Motorik und mentalen Leistung stark beeinträchtigt, und zeigen erhebliche Sprachstörungen.

"Wir wissen außerdem, dass diese Patienten ungewöhnlich hohe Konzentrationen an aktivem Thyroidhormon im Blut haben", so Heuer. Ein Zusammenhang zwischen Transporter-Schaden und Störung der Hirnfunktion liegt auf der Hand. Ihr Verdienst und das ihrer Arbeitsgruppe ist nicht zuletzt die Entwicklung eines sogenannten Tiermodells - einer Maus mit inaktiviertem MCT8-Gen - mit dem der genetisch-molekulare Mechanismus dieser Funktionsstörung aufgedeckt werden kann. "Wir haben an diesen Mäusen untersucht, wie sich der genetisch verursachte Transporterausfall auf die Konzentration des Thyroidhormons im Organismus auswirkt," erklärt die Wissenschaftlerin.

Durch die Abschaltung des MCT8-Gens in der Maus wurden diese Thyroidhormon-Transporter in den Zellen lahmgelegt. "Bei unseren Messungen hat sich dann tatsächlich gezeigt, dass die Hormonkonzentration im Blut genauso abnormal waren wie bei den Patienten mit inaktivem MCT8-Gen", legt die Neurobiologin dar. "Wir haben außerdem bei diesen Mäusen krankhaft erhöhte Thyroidhormon-Pegel in der Leber und stark erniedrigte Hormonpegel im Gehirn gemessen", fasst sie die Ergebnisse ihrer Publikation im Journal of Clinical Investigation zusammen.

"Wir konnten experimentell aufzeigen, dass das Gehirn ohne diese MCT8-Hormontransporter nicht in der Lage ist, aktives Schilddrüsenhormon überhaupt aufzunehmen", so die Leiterin der 6-köpfigen Forschergruppe. Die Wissenschaftler folgern, dass der Ausfall des Hormontransporters schuld ist an der schweren Symptomatik, unter der die Patienten leiden. "Unser Tiermodell ist ein wichtiger Beitrag zum Verständnis dieses Krankheitsbildes", bekräftigt die Neurobiologin. Am Fritz-Lipmann-Institut, einer Einrichtung der Leibniz-Gemeinschaft (WGL), werden auch andere Formen der Neurodegeneration erforscht, letztendlich alle mit demselben Ziel:

Die Wissenschaftler hoffen mittelfristig auf Erkenntnisse, die für die Therapie von - oft altersbedingten - neurodegenerativen Erkrankungen wegweisend sind. So wird es durch weitere Forschung an diesen Mäusen hoffentlich bald möglich sein, die klinischen Symptome von Patienten mit defektem MCT8-Transporter medizinisch besser zu behandeln. "Noch einmal Hundert Jahre müssen wir darauf wohl nicht warten!", ist die forsche Biologin zuversichtlich.

[aw-t]

Originalveröffentlichung:
Trajkovic M, Visser TJ, Mittag J, Horn S, Lukas J, Darras VM, Raivich G, Bauer K and Heuer H. Abnormal thyroid hormone metabolism in mice lacking the monocarboxylate transporter. 8. J Clin Invest. 2007, 117(3):627-635. Epub 2007 Feb 22.

Dr. Eberhard Fritz | idw
Weitere Informationen:
http://www.fli-leibniz.de
http://www.fli-leibniz.de/groups/heuer_en.php

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neuer Ansatz: Nierenschädigungen therapieren, bevor Symptome auftreten
20.09.2017 | Universitätsklinikum Regensburg (UKR)

nachricht Neuer Ansatz zur Therapie der diabetischen Nephropathie
19.09.2017 | Universitätsklinikum Magdeburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften