Wissenschaftler regenerieren Neuronen, die bei Mäusen nach einer Lähmung aufgrund einer Rückenmarksverletzung das Gehen wiederherstellen

In einer neuen Studie an Mäusen hat ein Forscherteam der UCLA, der Eidgenössischen Technischen Hochschule und der Harvard University eine entscheidende Komponente für die Wiederherstellung der funktionellen Aktivität nach einer Rückenmarksverletzung entdeckt. Die Neurowissenschaftler haben gezeigt, dass das erneute Wachstum bestimmter Neuronen zurück in ihre natürlichen Zielregionen zu einer Erholung führte, während ein zufälliges erneutes Wachstum nicht wirksam war.

In einer Studie aus dem Jahr 2018, veröffentlicht in Natur, Das Team einen Behandlungsansatz identifiziert, der Axone auslöst– die winzigen Fasern, die Nervenzellen verbinden und ihnen die Kommunikation ermöglichen –, um nach einer Rückenmarksverletzung bei Nagetieren nachzuwachsen. Doch auch wenn dieser Ansatz erfolgreich zur Regeneration von Axonen bei schweren Rückenmarksläsionen führte, blieb die funktionelle Wiederherstellung eine große Herausforderung.

In einer neuen Studie, veröffentlicht in WissenschaftZiel des Teams war es herauszufinden, ob die Lenkung der Regeneration von Axonen von bestimmten neuronalen Subpopulationen zu ihren natürlichen Zielregionen zu einer sinnvollen funktionellen Wiederherstellung nach einer Rückenmarksverletzung bei Mäusen führen könnte. Sie verwendeten zunächst eine fortgeschrittene genetische Analyse, um Nervenzellgruppen zu identifizieren, die eine Verbesserung des Gehens nach einer teilweisen Rückenmarksverletzung ermöglichen.

Die Forscher fanden dann heraus, dass die bloße Regeneration von Axonen aus diesen Nervenzellen über die Rückenmarksläsion ohne spezifische Anleitung keinen Einfluss auf die funktionelle Wiederherstellung hatte. Als die Strategie jedoch verfeinert wurde, um die Verwendung chemischer Signale einzubeziehen, um diese Axone anzuziehen und ihre Regeneration zu ihrer natürlichen Zielregion im lumbalen Rückenmark zu lenken, wurden in einem Mausmodell mit vollständiger Rückenmarksverletzung signifikante Verbesserungen der Gehfähigkeit beobachtet.

„Unsere Studie liefert entscheidende Einblicke in die Feinheiten der Axonregeneration und die Anforderungen für die funktionelle Erholung nach Rückenmarksverletzungen“, sagte Michael Sofroniew, MD, Ph.D., Professor für Neurobiologie an der David Geffen School of Medicine der UCLA und leitender Autor der neuen Studie. „Es unterstreicht die Notwendigkeit, Axone nicht nur über Läsionen hinweg zu regenerieren, sondern sie auch aktiv dabei zu unterstützen, ihre natürlichen Zielregionen zu erreichen, um eine sinnvolle neurologische Wiederherstellung zu erreichen.“

Die Autoren sagen, dass die Wiederherstellung der Projektionen spezifischer neuronaler Subpopulationen auf ihre natürlichen Zielregionen ein großes Versprechen für die Entwicklung von Therapien zur Wiederherstellung neurologischer Funktionen bei größeren Tieren und Menschen darstellt. Die Forscher erkennen jedoch auch die Komplexität der Förderung der Regeneration über längere Distanzen bei Nicht-Nagetieren an, was Strategien mit komplizierten räumlichen und zeitlichen Merkmalen erfordert.

Dennoch kommen sie zu dem Schluss, dass die Anwendung der in ihrer Arbeit dargelegten Prinzipien „den Rahmen für eine sinnvolle Reparatur des verletzten Rückenmarks freisetzen und die Reparatur nach anderen Formen von Verletzungen und Erkrankungen des Zentralnervensystems beschleunigen kann“.