Im Labor ein Antidepressivum, das Babyneuronen schadet

Laut einer neuen Laborstudie an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health können Feten, die dem üblichen Antidepressivum Paroxetin (Paxil und Seroxat) ausgesetzt sind, schädliche Auswirkungen auf das Gehirn haben.

Für die Studie verwendeten die Forscher von Stammzellen abgeleitete „Mini-Gehirne“, Miniaturmodelle des menschlichen Gehirns, die mit menschlichen Zellen entwickelt wurden und für das menschliche Auge kaum sichtbar sind, deren zelluläre Mechanismen die des sich entwickelnden menschlichen Gehirns nachahmen.

Das Team verwendete die Mini-Gehirne, um zu zeigen, dass das übliche Antidepressivum Paroxetin das Wachstum von Synapsen oder Verbindungspunkten zwischen Neuronen unterdrückt und zu einer signifikanten Abnahme einer wichtigen Stützzellpopulation führt.

Paroxetin, das bei schwangeren Frauen die Plazenta passieren kann, warnt derzeit vor einer Anwendung in der Frühschwangerschaft, hauptsächlich aufgrund eines bekannten Risikos von Herz- und Lungenfehlern.

Einige epidemiologische Studien haben auch gezeigt, dass Paroxetin das Risiko für Autismus erhöht. Die neuen Erkenntnisse dürften die Besorgnis über die Auswirkungen dieses Arzneimittels und anderer seiner Klasse auf das sich entwickelnde Gehirn verstärken.

Die Autoren sagen, dass die Ergebnisse darauf hindeuten, dass im Labor gezüchtete Mini-Gehirne, die sie BrainSpheres nennen, eine gute Alternative zu herkömmlichen Tierversuchen sind. Insbesondere können sie Medikamente und andere Chemikalien aufdecken, die für junge Gehirne schädlich sind.

"Es wächst die Sorge, dass wir eine Epidemie von neurologischen Entwicklungsstörungen haben, einschließlich Autismus, und dass diese durch die Exposition gegenüber gängigen Medikamenten oder anderen Chemikalien verursacht werden könnten. Da traditionelle Tierversuche jedoch so teuer sind, konnten wir diese Frage nicht richtig untersuchen “, sagte der Co-Senior-Autor Dr. med. Thomas Hartung, Doerenkamp-Zbinden-Vorsitzender und Professor in der Abteilung für Umweltgesundheit und -technik und Direktor des Zentrums für Alternativen zu Tierversuchen an der Bloomberg School.

Das Forschungsteam entwickelte die Mini-Gehirne, um die frühe Gehirnentwicklung zu modellieren. Die kleinen Klumpen des Gehirngewebes werden hergestellt, indem Zellen von erwachsenen Menschen, oft von ihrer Haut, entnommen und in Stammzellen umgewandelt werden. Anschließend werden die Stammzellen biochemisch angestupst, um sich zu jungen Gehirnzellen zu entwickeln.

Die Mini-Gehirne bilden über einen Zeitraum von einigen Monaten eine rudimentäre gehirnähnliche Organisation. Da sie aus menschlichen Zellen bestehen, können sie mit größerer Wahrscheinlichkeit Auswirkungen auf das menschliche Gehirn vorhersagen, und da sie im Labor in Massenproduktion hergestellt werden können, ist ihre Arbeit mit ihnen viel billiger als mit Tieren.

In dieser Studie setzten die Wissenschaftler Mini-Gehirne acht Wochen lang zwei verschiedenen Konzentrationen von Paroxetin aus, während sich die Gewebeklumpen entwickelten. Beide Konzentrationen lagen im therapeutischen Bereich für die Blutspiegel des Arzneimittels beim Menschen. In den Experimenten verwendeten die Forscher auch zwei verschiedene Sätze von Mini-Gehirnen, die jeweils einer anderen Stammzelle entnommen waren.

Sie entdeckten, dass Paroxetin zwar keine signifikante neuronentötende Wirkung zu haben schien, bei höherer Konzentration jedoch die Spiegel eines Proteins namens Synaptophysin, einer Schlüsselkomponente und eines Markers für Synapsen, um bis zu 80 Prozent senkte.

Paroxetin reduzierte auch die Spiegel von zwei anderen Synapsen-verwandten Markern. In ähnlicher Weise beobachtete das Team, dass Paroxetin das normale Wachstum von Strukturen, die als Neuriten bezeichnet werden, reduzierte, die sich schließlich zu Ausgangsstielen und wurzelartigen Eingangszweigen reifer Neuronen entwickeln.

Schließlich stellten die Forscher fest, dass sich Paroxetin-exponierte Mini-Gehirne mit bis zu 75 Prozent weniger Oligodendrozyten entwickelten, den Stützzellen, die für die ordnungsgemäße „Verkabelung“ des Gehirns entscheidend sind, als Kontrollen.

Diese Effekte legen nahe, dass das Medikament die normale Bildung von Verbindungen zwischen sich entwickelnden Neuronen behindern könnte; ein Ergebnis, das möglicherweise Autismus oder anderen Störungen zugrunde liegen könnte.

Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Grenzen der zellulären Neurowissenschaften.

Quelle: Bloomberg School of Public Health der Johns Hopkins University