Rattenstudie erklärt den Selbstschutzmechanismus des Gehirns

Die Forscher glauben, endlich den Mechanismus entdeckt zu haben, durch den sich das Gehirn vor Schäden schützt, die nach einem zerebrovaskulären Unfall (CVA) oder Schlaganfall auftreten.

Forscher der Universität Oxford hoffen, dass die Nutzung dieses eingebauten biologischen Mechanismus, der bei Ratten identifiziert wurde, in Zukunft zur Behandlung von Schlaganfällen und zur Vorbeugung anderer neurodegenerativer Erkrankungen beitragen kann.

"Wir haben zum ersten Mal gezeigt, dass das Gehirn über Mechanismen verfügt, mit denen es sich selbst schützen und die Gehirnzellen am Leben erhalten kann", sagte Professor Alastair Buchan, der die Arbeit leitete.

Die Studie wird in der Zeitschrift berichtet Naturmedizin.

Schlaganfall ist die dritthäufigste Todesursache und die häufigste Ursache für Behinderungen in den USA.

In den USA treten jedes Jahr ungefähr 600.000 Schlaganfälle oder Gehirnangriffe auf, von denen ungefähr 150.000 (25 Prozent) tödlich sind.

Die Inzidenz von Schlaganfällen ist bei Afroamerikanern höher als bei Kaukasiern.

Ein Schlaganfall tritt auf, wenn die Blutversorgung eines Teils des Gehirns unterbrochen wird. Wenn dies geschieht, wird den Gehirnzellen der Sauerstoff und die Nährstoffe entzogen, die sie benötigen, um richtig zu funktionieren, und sie beginnen zu sterben.

"Die Zellen werden irgendwann von Minuten bis höchstens 1 oder 2 Stunden nach dem Schlaganfall absterben", sagte Buchan.

Dies erklärt, warum die Behandlung von Schlaganfällen so schnell ist. Je schneller jemand das Krankenhaus erreichen, gescannt und Medikamente verabreicht werden kann, um Blutgerinnsel aufzulösen und den Blutfluss wieder in Gang zu bringen, desto weniger Schäden an den Gehirnzellen entstehen.

Es hat auch zu einer bislang erfolglosen Suche nach „Neuroprotektiva“ geführt - Medikamenten, die Zeit kaufen und den Gehirnzellen oder Neuronen helfen können, mit Schäden umzugehen und sich danach zu erholen.

Die Forschungsgruppe der Universität Oxford hat nun das erste Beispiel für das Gehirn identifiziert, das über eine eigene integrierte Form der Neuroprotektion verfügt, die sogenannte „endogene Neuroprotektion“.

Sie gingen auf eine Beobachtung zurück, die vor über 85 Jahren erstmals gemacht wurde. Seit 1926 ist bekannt, dass Neuronen in einem Bereich des Hippocampus, dem Teil des Gehirns, der das Gedächtnis steuert, überleben können, wenn ihnen Sauerstoff ausgeht andere in einem anderen Bereich des Hippocampus sterben.

Ein Verständnis dessen, was diese eine Gruppe von Zellen vor Beschädigung schützte, war jedoch bis jetzt ein Rätsel geblieben.

„Frühere Studien haben sich darauf konzentriert zu verstehen, wie Zellen sterben, nachdem ihnen Sauerstoff und Glukose entzogen wurden. Wir haben einen direkteren Ansatz in Betracht gezogen, indem wir die endogenen Mechanismen untersucht haben, die entwickelt wurden, um diese Zellen im Hippocampus resistent zu machen “, sagte der Erstautor Dr. Michalis Papadakis, wissenschaftlicher Direktor des Labors für zerebrale Ischämie an der Universität Oxford.

Bei der Arbeit an Ratten stellten die Forscher fest, dass die Produktion eines spezifischen Proteins namens Hamartin es den Zellen ermöglichte, zu überleben, wenn ihnen Sauerstoff und Glukose fehlten, wie dies nach einem Schlaganfall der Fall wäre.

Sie zeigten, dass die Neuronen im anderen Teil des Hippocampus aufgrund eines Mangels an Hamartin-Reaktion sterben.

Das Team konnte dann zeigen, dass die Stimulierung der Hamartinproduktion einen besseren Schutz für die Neuronen bietet.

Buchan sagte: „Dies hängt kausal mit dem Überleben der Zellen zusammen. Wenn wir Hamartin blockieren, sterben die Neuronen, wenn der Blutfluss gestoppt wird. Wenn wir Hamartin zurücksetzen, überleben die Zellen wieder. “

Schließlich konnten die Forscher den biologischen Weg identifizieren, über den Hamartin die Nervenzellen in die Lage versetzt, Schäden zu bewältigen, wenn ihnen Energie und Sauerstoff fehlen.

Die Gruppe weist darauf hin, dass die Kenntnis des natürlichen biologischen Mechanismus, der zur Neuroprotektion führt, die Möglichkeit eröffnet, Medikamente zu entwickeln, die die Wirkung von Hamartin nachahmen.

Buchan sagt: „Es liegt noch viel Arbeit vor uns, wenn dies in die Klinik übertragen werden soll, aber wir haben jetzt zum ersten Mal eine neuroprotektive Strategie. Unsere nächsten Schritte werden darin bestehen, herauszufinden, ob wir niedermolekulare Wirkstoffkandidaten finden können, die die Wirkung von Hamartin nachahmen und die Gehirnzellen am Leben erhalten.

"Während wir uns auf Schlaganfall konzentrieren, können Neuroprotektiva auch bei anderen Erkrankungen von Interesse sein, bei denen Gehirnzellen früh sterben, einschließlich Alzheimer und Motoneuronerkrankungen", schlägt er vor.

Quelle: Universität Oxford