Ambien soll die Schlaganfallwiederherstellung bei Mäusen beschleunigen

Mäuse mit Schlaganfällen erholten sich signifikant schneller, wenn sie niedrige Dosen von Zolpidem erhielten, besser bekannt als Ambien.

Laut Forschern der Stanford University School of Medicine ist Ambien seit langem von der US-amerikanischen Food and Drug Administration zur Behandlung von Schlaflosigkeit zugelassen.

Es wurde jedoch noch nie gezeigt, dass es die Genesung nach einem Schlaganfall verbessert, sagte Gary Steinberg, Ph.D., Professor und Lehrstuhl für Neurochirurgie an der medizinischen Fakultät.

Jedes Jahr erleiden Amerikaner etwa 800.000 Schlaganfälle, die landesweit größte Ursache für neurologische Behinderungen. Laut den Forschern verursachen sie jährlich etwa 74 Milliarden US-Dollar an medizinischen Kosten und Produktivitätsverlusten.

Innerhalb von drei bis sechs Monaten finden wahrscheinlich mindestens 90 Prozent der gesamten Genesung eines Schlaganfallpatienten statt. Es wurde keine pharmazeutische Therapie gezeigt, die die Genesung nach dem Schlaganfall verbessert.

Tatsächlich gibt es während der Erholungsphase keine wirksamen Behandlungen außer der Physiotherapie, die sich als nur geringfügig erfolgreich erwiesen hat, stellten die Forscher fest.

Steinberg und die Co-Autorin Tonya Bliss, Ph.D., eine leitende Wissenschaftlerin, führten die Wirksamkeit von Zolpidem auf die Verbesserung einer Art von Nervenzell-Signalaktivität zurück, deren Rolle bei der Genesung unerwartet vorteilhaft erscheint.

In der Studie wurde dieses Signal verstärkt, obwohl das Medikament in Dosen verabreicht wurde, die weit unter denen lagen, bei denen es seine beruhigende Wirkung ausübt.

Nervenzellen signalisieren sich gegenseitig mit Neurotransmittern. Wenn Neurotransmitter von der Nervenzelle sekretiert werden, die das Signal sendet, docken sie an Rezeptoren an, die sich an den Oberflächen der angrenzenden Nervenzellen befinden. Der größte Teil dieser Signalübertragung findet an speziellen Verbindungsstellen statt, die als Synapsen bezeichnet werden und hohe Konzentrationen an Neurotransmittern aus der stromaufwärts gelegenen Zelle aufweisen, die Rezeptoren auf der stromabwärts gelegenen Zelle aktivieren.

Neurotransmitter können anregend sein und einen Impuls in der empfangenden Nervenzelle auslösen.Oder sie können hemmend wirken und vorübergehend verhindern, dass die empfangende Nervenzelle Impulse ausbreitet. Die rund ein Fünftel aller hemmenden Nervenzellen im Gehirn erledigen ihre Arbeit hauptsächlich durch die Sekretion eines Neurotransmitters namens GABA, erklären die Forscher.

Während der Großteil der GABA-Signale an Synapsen stattfindet, haben Wissenschaftler gelernt, dass Nervenzellen GABA-Rezeptoren auch an anderen Stellen ihrer Außenfläche aufweisen können. Diese werden als extrasynaptische Rezeptoren bezeichnet.

Im Jahr 2010 berichteten andere Forscher, dass extrasynaptische GABA-Signale die Schlaganfallwiederherstellung in einem Tiermodell behinderten. Bis zur Stanford-Studie hatte sich jedoch niemand mit den Auswirkungen der weitaus häufigeren synaptischen GABA-Signalübertragung auf die Schlaganfallwiederherstellung befasst, sagten die Wissenschaftler.

Zu diesem Zweck führten Steinberg, Bliss und ihre Kollegen eine Reihe von anatomischen, physiologischen und Verhaltensexperimenten durch.

Mit einer hochauflösenden Visualisierungsmethode untersuchten die Wissenschaftler eine Region des Mausgehirns in der Nähe des Bereichs, der durch einen Schlaganfall zerstört worden war und von dem bekannt ist, dass er sich danach neu verdrahtet. Sie sahen einen vorübergehenden Anstieg der Anzahl der GABA-Synapsen. Dieser Anstieg erreichte etwa eine Woche nach dem Schlaganfall seinen Höhepunkt und fiel einen Monat nach dem Schaden des Schlaganfalls auf das Ausgangsniveau ab.

Der Anstieg und Abfall von Synapsen-assoziierten GABA-Rezeptoren war auf eine bestimmte Schicht der Großhirnrinde beschränkt, die die Ausgabe an das Rückenmark und andere Hirnregionen sendet, berichteten die Forscher.

Von diesem anatomischen Befund fasziniert, schlossen sich die Wissenschaftler ihrem Kollegen John Huguenard, Ph.D., Professor für Neurologie und neurologische Wissenschaften und Mitautor der Studie, an. Elektrophysiologische Experimente in Huguenards Labor bestätigten, dass der vorübergehende Anstieg der GABA-Synapsenzahlen mit einem Anstieg gefolgt von einem Rückgang der synaptischen GABA-Signale auf die Grundlinienwerte einherging, was bestätigte, dass die Synapsen tatsächlich funktionierten.

Um festzustellen, ob der vorübergehende Anstieg der synaptischen GABA-Signalübertragung nach Schlaganfall vorteilhaft war - und wenn ja, ob er verstärkt werden könnte -, wandten sich die Forscher an Zolpidem, das die synaptische GABA-Signalübertragung verbessert.

Sie induzierten eine von zwei verschiedenen Arten von Schlaganfällen bei Mäusen - eine Art beeinträchtigt die sensorischen Fähigkeiten erheblich, die andere beeinträchtigt die Bewegung stark - und setzten die Mäuse dann entweder auf Zolpidem oder eine Kontrolllösung, die das Arzneimittel nicht enthielt.

Die Wissenschaftler verabreichten das Medikament in sub-sedativen Dosen. Sie wollten sehen, wie sich die Mäuse bei Tests der sensorischen Fähigkeiten und der motorischen Koordination verhalten würden, daher mussten die Mäuse vollständig wach sein.

Die Forscher unterwarfen die Mäuse dann zwei Arten von Tests. Man maß die Geschwindigkeit, mit der sie ein Stück Klebeband von einer ihrer Pfoten entfernten (Mäuse tun dies normalerweise schnell). Der andere Test maß ihre Fähigkeit, einen horizontalen rotierenden Strahl zu durchqueren.

In fast allen Fällen erholten sich mit Zolpidem behandelte Mäuse schneller als die anderen Mäuse. Es dauerte beispielsweise etwa einen Monat, bis Mäuse, denen kein Zolpidem verabreicht worden war, ihre Schlaganfall-beeinträchtigte Fähigkeit, das an ihrer Pfote haftende Klebeband zu bemerken, vollständig wiederhergestellt hatten. Mäuse, denen Zolpidem verabreicht wurde, stellten diese Fähigkeit innerhalb weniger Tage nach der Behandlung wieder her.

Die Stanford-Forscher beabsichtigen, das Medikament an anderen Tieren zu testen sowie mit unterschiedlichen Dosisgrößen und Zeitpunkten zu experimentieren, bevor sie mit klinischen Studien fortfahren.

"Vor dieser Studie war das Denken auf dem Gebiet, dass die GABA-Signalübertragung nach einem Schlaganfall schädlich war", sagte Steinberg. "Aber jetzt wissen wir, dass es von Vorteil ist, wenn es die richtige Art der GABA-Signalisierung ist. Und wir haben ein von der FDA zugelassenes Medikament identifiziert, das die vorteilhafte Signalübertragung entscheidend fördert. "

Die Studie wurde veröffentlicht in Gehirn.

Quelle: Medizinische Fakultät der Stanford University