Therapie im Gehirn – Biochemiker erhält hochrangigen Forschungspreis

Er wurde so für ein Forschungsprojekt ausgezeichnet, das er gemeinsam mit Prof. Dr. Volkmar Gieselmann von der Universität Bonn bearbeitet. Der mit 50.000 Euro dotierte Preis wurde in Anwesenheit des Bundespräsidenten Dr. Horst Köhler und seiner Frau Eva Luise feierlich verliehen.

Die Auszeichnung wurde in diesem Jahr erstmals von der „Eva Luise und Horst Köhler Stiftung für Menschen mit seltenen Erkrankungen“ im Zusammenwirken mit der „Allianz Chronischer Seltener Erkrankungen“ vergeben. Eva Luise Köhler hob hervor, dass hier zwei Forschergruppen durch die Vernetzung ihrer Expertisen eine herausragende Studie initiieren, für die das Preisgeld eine geeignete Anschubfinanzierung darstellt – Prof. Galla und Prof. Gieselmann wollen gemeinsam die Transportwege von Enzymen durch die Blut-Hirn-Schranke untersuchen. Die Forschungsergebnisse sollen die Therapiemöglichkeiten für bestimmte Krankheiten verbessern, bei denen der Zellstoffwechsel gestört ist.

Eine Körperzelle baut im Rahmen ihres Stoffwechsels ständig eine Vielzahl verschiedener Substanzen wie Fette, Eiweiße und Zucker ab. Dies geschieht in bestimmten Teilen der Zelle, den „Lysosomen“, durch eine große Zahl verschiedener Enzyme. Bei einer Reihe von Krankheiten fehlen auf Grund eines genetischen Defekts einzelne dieser Enzyme. Dies hat zur Folge, dass die Substanz, an deren Abbau das jeweilige Enzym beteiligt ist, nicht mehr vollständig abgebaut werden kann, sich ansammelt und gespeichert wird. Diese Erkrankungen bezeichnet man als lysosomale Speichererkrankungen – das Spezialgebiet von Prof. Gieselmann. Insgesamt wird etwa jedes siebentausendste Kind mit einer solchen Krankheit geboren, wobei die meisten Patienten noch im Kindesalter sterben.

Mittels einer Enzymersatztherapie kann man heute künstlich produzierte Enzyme in die defekten Zellen einbringen. Diese Therapie greift aber nicht bei Zellen im Gehirn, da die „Blut-Hirn-Schranke“ das Gehirn vom Blut abschirmt. Diese Schranke ist notwendig, um die chemische Zusammensetzung der Hirnflüssigkeit konstant zu halten und so die komplexen Funktionen des Gehirns sicherzustellen. Neben der kontrollierten Versorgung des Gehirns mit Nährstoffen übernimmt diese Schranke auch eine Schutzfunktion, indem sie den Übertritt von gehirnschädlichen Stoffen aus der Blutbahn verhindert.

Dies bedeutet auch, dass eine medikamentöse Behandlung von Hirnerkrankungen erschwert ist, da viele Pharmaka nicht in das Gehirn gelangen. Das gilt insbesondere auch für intravenös injizierte lysosomale Enzyme. Daher gelten lysosomalen Speichererkrankungen im Gehirn im Rahmen einer Enzymersatztherapie als nicht behandelbar.

Neuere Untersuchungen haben allerdings gezeigt, dass es bei Verwendung hoher Enzymdosen doch zu einer positiven Beeinflussung der zentralnervösen Schäden kommt. Entgegen den bisherigen Annahmen können lysosomale Enzyme über bisher nicht bekannte Wege die Blut-Hirn-Schranke offensichtlich doch überwinden. Dieses Thema ist das Spezialgebiet von Prof. Galla und seiner Arbeitsgruppe.

Beim Menschen und anderen Säugetieren wird die Blut-Hirn-Schranke von den kleinen Blutgefäßen des Gehirns gebildet. Diese Gefäße werden von so genannten Endothelzellen ausgekleidet, die eng miteinander verbunden sind. Dadurch wird verhindert, dass Stoffe durch die Spalten zwischen den Zellen unkontrolliert in das Gehirn gelangen können.

In Münster wurden Zellkulturmodelle entwickelt, die es erlauben, ohne den Einsatz von Tieren die Hirngängigkeit von Substanzen zu testen und deren Transportwege zu verfolgen. Das Modell basiert auf Endothelzellpräparationen aus dem Schweinehirn, die ein exzellentes Kulturmodell für die Blut-Hirn-Schranke abgeben. Dieses Zellkulturmodell wurde in der Vergangenheit bereits erfolgreich für die Untersuchung des Transportes von Pharmaka in das Gehirn eingesetzt.

Ein besseres Verständnis der Transportwege soll den Forschern ermöglichen, lysosomale Enzyme so zu modifizieren, dass sie die Blut-Hirn-Schranke besser überwinden können; dadurch würden Therapiemöglichkeiten verbessert. Auch für andere Hirnerkrankungen wie Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson oder Epilepsie könnten sich neue therapeutische Optionen eröffnen.

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Uni Münster

Weitere Informationen:

http://www.uni-muenster.de/Chemie.bc/

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