Schlaganfall: Enzym tötet Nervenzellen

Was das Enzym NOX4 so gefährlich macht: Es produziert Wasserstoff-Peroxid – ein aggressives Molekül, das zum Beispiel als Bleich- oder Desinfektionsmittel verwendet wird. Als die Wissenschaftler das Enzym im Tiermodell mit einem neuartigen Hemmstoff lahmlegten, fielen die Gehirnschäden nach einem Schlaganfall drastisch geringer aus – selbst wenn der Hemmstoff erst Stunden nach dem Schlaganfall verabreicht wurde.

Das deutsch-niederländische Forschungsteam berichtet darüber in der neuen Ausgabe des renommierten Fachblatts Public Library of Science Biology (PLoS Biology). Leiter des Teams sind der Pharmakologe Harald Schmidt (Universität Maastricht) und der Schlaganfall-Forscher Christoph Kleinschnitz von der Neurologischen Klinik der Universität Würzburg.

Bessere Therapien gegen Schlaganfall nötig

Schlaganfälle, die durch eine mangelnde Durchblutung des Gehirns ausgelöst werden, sind weltweit die zweithäufigste Todesursache. Wer sie überlebt, trägt oft bleibende Schäden davon, wie Lähmungen oder Sprechstörungen.

Christoph Kleinschnitz: „Bislang gibt es nur eine Therapie, deren Wirksamkeit allerdings relativ mäßig ist. Sie eignet sich auch nur für rund zehn Prozent der Schlaganfall-Patienten. Dabei werden Blutgerinnsel im Gehirn aufgelöst, um die Mangeldurchblutung zu beseitigen, jedoch mit dem Risiko von Hirnblutungen.“

Produktion von Wasserstoff-Peroxid verhindern

Neue Therapien seien also dringend nötig. Das Wasserstoff-Peroxid, das nach einem Schlaganfall entsteht, biete dafür einen guten Ansatzpunkt. Alle Versuche, die Wirkung des aggressiven Moleküls durch Antioxidantien zu unterbinden, seien bislang gescheitert. „Wir zeigen jetzt aber einen ganz neuen Weg auf, weil wir das Übel an der Wurzel packen und das Enzym NOX4 direkt ausschalten können“, so Kleinschnitz.

Das Ausschalten des Gens für NOX4 hat bei Mäusen keine abnormen Änderungen ausgelöst, wie die Forscher der Deutschen Mausklinik am Helmholtz-Zentrum in München festgestellt haben. Diese Beobachtung könnte für die zukünftige Entwicklung nebenwirkungsarmer NOX4-Hemmstoffe wichtig sein.

Impulse für die Therapie anderer Krankheiten

Wasserstoff-Peroxid und mit ihm verwandte Moleküle spielen vermutlich auch bei anderen Krankheiten eine wichtige Rolle: Herzinfarkt, Krebs, Parkinson- und Alzheimer-Krankheit. Bei all diesen Leiden haben antioxidative Therapieversuche bislang ebenso versagt wie beim Schlaganfall. Von den neuen Erkenntnissen erwartet Harald Schmidt darum auch Impulse für die Therapie dieser Erkrankungen.

Bis zur Anwendung an Patienten ist der Weg aber noch weit. Zunächst einmal müssen die Wissenschaftler die Ergebnisse in anderen Krankheitsmodellen bestätigen und den Wirkstoff als Arzneimittel weiterentwickeln.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Bonn) hat diese Arbeiten finanziell gefördert.

„Post-Stroke Inhibition of Induced NADPH Oxidase Type 4 Prevents Oxidative Stress and Neurodegeneration“, Christoph Kleinschnitz, Henrike Grund, Kirstin Wingler, Melanie E. Armitage, Emma Jones, Manish Mittal, David Barit, Tobias Schwarz, Christian Geis, Peter Kraft, Konstanze Barthel, Michael K. Schumann, Alexander M. Herrmann, Sven G. Meuth, Guido Stoll, Sabine Meurer, Anja Schrewe, Lore Becker, Valérie Gailus-Durner, Helmut Fuchs, Thomas Klopstock, Martin Hrabé de Angelis, Karin Jandeleit-Dahm, Ajay M. Shah, Norbert Weissmann & Harald H.H.W. Schmidt, PLoS Biol 8(9): e1000479. doi:10.1371/journal.pbio.1000479

Kontakt
Prof. Dr. Harald Schmidt, Universität Maastricht, T +31 43 388 1421, h.schmidt@farmaco.unimaas.nl

PD Dr. Christoph Kleinschnitz, Universität Würzburg, T (0931) 201-23755, christoph.kleinschnitz@uni-wuerzburg.de