Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Leibgarde für Nervenzellen

02.03.2016

Die Erregungsmuster im Gehirn sind fein austariert. Als Gegenspieler sorgen aktivierende und dämpfende Neurotransmitter dafür, dass eine bestimmte Bandbreite der Signalstärke nicht überschritten wird. Bei einem epileptischen Anfall jedoch gewinnt die Überaktivierung die Oberhand – dadurch gehen Nervenzellen zugrunde. Forscher des Bonner Universitätsklinikums haben eine wichtige Schlüsselposition in einer Signalkaskade entdeckt, die die empfindlichen Nervenzellen vor einem plötzlichen Absterben infolge zu starker Erregung schützen. Die Befunde eröffnen Perspektiven für die Entwicklung neuer Therapien. Die Ergebnisse werden nun im „The Journal of Neuroscience“ veröffentlicht.

Werden Nervenzellen überstark erregt, so gehen sie häufig zugrunde. Dies beobachten Mediziner oft als Folge eines epileptischen Anfalls. Eine Ursache solch übersteigerter Aktivierung ist häufig eine zu starke Ausschüttung des Botenstoffs Glutamat.


Dr. Karen van Loo, Prof. Dr. Susanne Schoch McGovern und Johannes Alexander Müller vom Institut für Neuropathologie und der Klinik für Epileptologie des Universitätsklinikums Bonn.

© Foto: Volker Lannert/Uni Bonn

„Dieser Neurotransmitter kann Signalwege anschalten, die auf Nervenzellen toxisch wirken“, sagt Prof. Dr. Schoch McGovern vom Institut für Neuropathologie und der Klinik für Epileptologie des Universitätsklinikums Bonn. Allerdings versuchen die Gehirnzellen, sich davor zu schützen und einer gefährlichen Übererregung vorzubeugen.

Welche Art von „molekularen Bodyguards“ hier aktiv werden, ist noch nicht genau geklärt. Aus wissenschaftlichen Studien ist jedoch bekannt, dass Transkriptionsfaktoren für den Selbstschutz von Nervenzellen eine wichtige Rolle spielen. Diese Faktoren schalten bestimmte Gene an, die dann über Signalketten zur Produktion von Schutzstoffen führen. Letztere wirken der gefährlichen Glutamat-Übererregung effektiv entgegen.

Erhöhter Nervenzelltod in Abwesenheit von Syt10

Das Forscherteam um Prof. Dr. Schoch McGovern konnte nun zeigen, dass ein Gen für das Sensorprotein Synaptotagmin 10 (Syt10) einen solchen Schutzschild darstellt. Erleiden zum Beispiel Ratten einen epileptischen Anfall, so steigt die Menge an Syt10 in der Hirnregion des Hippocampus deutlich an. Die Wissenschaftler verwendeten Nervenzellen der Maus, in denen das Gen für Syt10 ausgeschaltet war, und versetzten diese durch eine dem Glutamat sehr ähnliche Substanz in starke Erregung. Daraufhin starben vermehrt Nervenzellen ab.

NPAS4 moduliert die Produktion von Schutzstoffen

Das Team hat nun herausgefunden, welcher Transkriptionsfaktor das Gen für Syt10 anschalten kann. Der für die Leibgarde des Gehirns so wichtige Modulator heißt NPAS4. Die Wissenschaftler kultivierten Nervenzellen von Nagetieren und fügten verschiedene Transkriptionsfaktoren hinzu. NPAS4 aktivierte das Gen für Syt10 und benötigte Syt10, um seine protektive Wirkung zu entfalten. „NPAS4 übernimmt offensichtlich die Rolle eines Vermittlers, der über weitere Signalketten die Produktion von Schutzstoffen für die Nervenzellen anstößt“, sagt Prof. Dr. Schoch McGovern.

Suche nach neuen Ansatzpunkten für mögliche Therapien

Um welche schützenden Substanzen es sich dabei genau handelt, haben die Forscher noch nicht herausgefunden. „Der insulinähnliche Wachstumsfaktor IGF-1, der im Fokus stand, reicht alleine jedenfalls nicht aus“, berichtet die Neurobiologin. Derzeit prüfen die Wissenschaftler eine Vielzahl von Substanzen. Sind diese molekularen Bodyguards im Gehirn aber erst einmal gefunden, eröffnen sich möglicherweise ganz neue Ansatzpunkte für Therapien – zum Beispiel für Schlaganfall- und Epilepsiepatienten.

„Ziel ist es, solch schützende Substanzen künstlich verabreichen zu können, um ein Zugrundegehen der Nervenzellen im Gehirn zu verhindern“, sagt Prof. Dr. Albert Becker, der als Mediziner an der Studie beteiligt ist. Doch bis dahin sei es noch ein weiter Weg.

Publikation: Identification of Synaptotagmin 10 as Effector of NPAS4-Mediated Protection from Excitotoxic Neurodegeneration, The Journal of Neuroscience, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2027-15.2016

Kontakt für die Medien:

Prof. Dr. Susanne Schoch McGovern
Institut für Neuropathologie und
Klinik für Epileptologie
des Universitätsklinikums Bonn
Tel. 0228/28719109
E-Mail: susanne.schoch@uni-bonn.de

www.uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Vitamin-Mangel, der Kampf gegen die Antriebslosigkeit und Nahrung für die Nerven
08.12.2016 | PhytoDoc Ltd.

nachricht Entschlüsselung von Kommunikationswegen zwischen Tumor- und Immunzellen beim Eierstockkrebs
06.12.2016 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie