Zürcher Forschende entdecken verborgenen Selbstreparaturmechanismus des Gehirns bei Mäusen

Das erwachsene Gehirn kann sich nach Verletzungen oder bestimmten Autoimmunerkrankungen besser regenerieren als lange angenommen. Dies zeigt eine am Montag veröffentlichte Studie von Forschenden der Universität Zürich. Das Team entdeckte eine spezialisierte Gruppe "regenerativer" Astrozyten, die geschädigte Hirnareale durch einen bisher unbekannten Mechanismus wiederbesiedeln, bei dem neu gebildete Zellkerne über weite Strecken wandern.

Ein neuer Mechanismus der Hirnreparatur

Die in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlichte Studie wurde von Marina Herwerth und Matthias Wyss vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie der Universität Zürich gemeinsam geleitet, die Forschungsgruppe stand unter der Leitung von Bruno Weber. Wissenschaftler gingen lange davon aus, dass das erwachsene Gehirn Astrozyten: sternförmige Gliazellen, die Nervenzellen mit Nährstoffen versorgen, den Blutfluss regulieren und das Hirngewebe gesund erhalten: nach ihrer Zerstörung nicht vollständig ersetzen kann.miragenews+1

Mithilfe der Zwei-Photonen-Mikroskopie beobachteten die Forschenden lebende Mäusegehirne über mehrere Wochen hinweg in Echtzeit. Dabei identifizierten sie eine spezialisierte Untergruppe von Astrozyten an den Rändern des geschädigten Gewebes, die aktiv werden, um verlorene Zellen neu aufzubauen. Diese regenerativen Astrozyten teilen sich nicht einfach; sie vollbringen eine, wie Weber es nannte, "bemerkenswerte Leistung": Sie lassen neu gebildete Tochterzellkerne über weite Strecken durch ihre verlängerten Fortsätze gleiten, um die geschädigten Bereiche wiederzubesiedeln und das Astrozytennetzwerk wiederherzustellen.news.uzh

Bedeutung für neurologische Erkrankungen

Die Ergebnisse sind besonders relevant für Erkrankungen, die mit einem Verlust von Astrozyten einhergehen, wie etwa Hirverletzungen und die Neuromyelitis-optica-Spektrum-Erkrankung, eine seltene Autoimmunerkrankung, bei der körpereigene Antikörper Astrozyten zerstören. "Die Ergebnisse unserer Studie offenbaren eine bisher unbekannte Fähigkeit des erwachsenen Gehirns zur Selbstreparatur. Sie weisen auf neue Wege hin, um die Genesung bei Erkrankungen zu unterstützen, die mit einem Verlust von Astrozyten einhergehen", so Weber.miragenews+1

Die Forschenden kartierten auch die Gene und Signalwege, die während dieses Reparaturprozesses vorübergehend aktiviert werden. "Wir konnten zahlreiche Gene und Signalwege identifizieren, die während der Reparatur vorübergehend aktiviert werden. Sie könnten in Zukunft als Ansatzpunkte dienen, um Regenerationsprozesse nach Krankheiten und Verletzungen zu beeinflussen", sagte Weber.news.uzh

Ein wachsendes Forschungsfeld

Die Entdeckung reiht sich in eine breitere Forschungswelle ein, die die Rolle der Astrozyten im Gehirn neu definiert. Einst als reine Stützzellen abgetan, werden Astrozyten heute zunehmend als aktive Akteure der Gehirnfunktion anerkannt: von Gedächtnisprozessen bis hin zur Reparatur von Verletzungen. Wenn die in der Zürcher Studie identifizierten Regenerationsmechanismen beim Menschen gezielt aktiviert werden können, könnten sie neue therapeutische Wege zur Reparatur von geschädigtem Hirngewebe und zur Verbesserung der Genesung nach neurologischen Erkrankungen eröffnen.thetransmitter+2