Jefferson-Neurowissenschaftler entwickeln oralen Impfstoff gegen Epilepsie und Schlaganfall

Jefferson-Neurowissenschaftler entwickeln oralen Impfstoff gegen Epilepsie und Schlaganfall
Jefferson-Neurowissenschaftler entwickeln oralen Impfstoff gegen Epilepsie und Schlaganfall
Anonim

Forscher am Jefferson Medical College haben einen oralen Impfstoff entwickelt, der das Gehirn von Ratten vor Schlaganfällen schützt und Krampfanfälle verhindert. Schließlich kann ein solcher Impfstoff bei Epilepsie und prophylaktisch bei Personen mit hohem Schlaganfallrisiko eingesetzt werden.

Der orale Impfstoff veranlasst den Körper, Antikörper zu entwickeln, die ein Protein im Gehirn erkennen. Aufgrund der Blut-Hirn-Schranke des Gehirns verursacht der Impfstoff keine Beeinträchtigung des Verh altens der Tiere, sagt Matthew While, MD, Professor für Neurochirurgie am Jefferson Medical College der Thomas Jefferson University in Philadelphia, der die Arbeit leitete."Es schützt sie nach einer oralen Einzeldosis mindestens fünf Monate lang erheblich vor nachfolgenden Beschwerden wie einem epileptischen Anfall oder einem Schlaganfall."

Dr. While und seine Kollegen von Jefferson und der University of Auckland, Neuseeland, berichten über ihre Ergebnisse am 25. Februar in der Zeitschrift Science.

Dr. While und seine Mitarbeiter zielten auf ein bestimmtes Gehirnprotein ab, den N-Methyl-D-Aspartat- oder NMDA-Rezeptor. NMDA-Rezeptoren sind entscheidend, um Kalzium in die Zellen zu leiten, und sind mit der Entwicklung des Gehirns, normaler Signalübertragung und der Plastizität des Gehirns verbunden, die zu Lernen und Gedächtnis führt. Das Protein ist jedoch auch an der Kaskade zellulärer Ereignisse beteiligt, die nach einer Hirnverletzung, einem Schlaganfall, schweren Krampfanfällen oder anderen Beleidigungen zum Tod von Gehirnzellen führen.

Der Impfansatz besteht darin, das Tier zu immunisieren und Antikörper gegen den NMDA-Rezeptor zu erzeugen, wodurch dieser blockiert wird. „Es war schwierig, gute Medikamente zu entwickeln, denn wenn sie die Blut-Hirn-Schranke überwinden, funktionieren sie nicht sehr gut und haben keine große Selektivität“, sagte Dr.Während sagt. „Ein Hauptproblem bei der Behandlung vieler neurologischer Erkrankungen ist nicht so sehr das Ziel, aber diese Medikamente, die die Blut-Hirn-Schranke überwinden, neigen dazu, die Funktion des gesamten Gehirns zu beeinflussen und zu verändern, nicht nur den Bereich, in dem das Problem liegt.

"Hier mit unserem Impfstoffansatz kommen die Antikörper nicht effizient über die Barriere", sagt er. Bei Epilepsie ermöglicht die erhöhte Gehirnaktivität jedoch den Antikörpern, die Barriere leichter zu überwinden. "Wenn die Antikörper die Barriere überwinden, an den Rezeptor in der verletzten Hirnregion binden und ihn antagonisieren, verh alten sich die Tiere völlig normal und Sie sind vor dem epileptischen Anfall geschützt."

Die Forscher immunisierten etwa 100 Ratten mit dem Anti-NMDA-Antikörper. Einen Monat später gaben sie einer Untergruppe dieser Tiere ein Neurotoxin, Kainat, das epileptische Anfälle verursachte. Die Forscher sahen „dramatischen Schutz“, sagt Dr. While.

"Wir untersuchten eine Vielzahl von Kontrollgruppen und zeigten, dass etwa 70 Prozent der Ratten Krampfanfälle bekommen sollten, während dies nur bei 20 Prozent der gegen den NMDA-Rezeptor immunisierten Ratten der Fall war", sagt er.„Wir fragten dann, ob dies ein unspezifischer Effekt sei, und untersuchten zwei weitere Kontrollgruppen, darunter Ratten, die gegen ein anderes Gehirnprotein immunisiert wurden.“Die Wissenschaftler zeigten bei den einzigen zwei von neun Tieren, die Anfälle entwickelten, dass das Gehirn eines dieser Tiere völlig normal und geschützt war, „was unerhört ist.

"Der Impfstoff verhindert nicht nur die Entwicklung von Anfällen, sondern wenn bei einem seltenen Tier längere oder wiederholte Anfälle auftreten, ist das Gehirn vor dieser neurotoxischen Beleidigung geschützt", sagt Dr. While.

In einer separaten Gruppe von Tieren induzierten die Wissenschaftler volle fünf Monate nach der Impfung einen Schlaganfall, indem sie einen Vasokonstriktor injizierten und die mittlere Hirnarterie verschlossen. "Wir fanden einen dramatischen Schutz im Rattengehirn, eine 70-prozentige Reduzierung des Infarktvolumens", sagt er. "Es verhindert zwar nicht, dass ein Schlaganfall auftritt, aber das Ausmaß der Hirnschädigung wird um 70 Prozent verringert."

Als die Forscher sahen, wie gut der Impfstoff das Gehirn der Tiere schützte, „identifizierten sie anschließend die spezifische Immunantwort und charakterisierten die Antikörper, die das Gehirn erreichen das NMDA-Rezeptorprotein. Wir haben auch gezeigt, dass diese Antikörper in das Gehirn eindrangen und ihr Eintritt als Reaktion auf eine Beleidigung verstärkt wurde."

Schließlich untersuchten Dr. While und seine Kollegen das Verh alten der Tiere. "Sie waren motorisch völlig normal", sagt er.

Dr. Die Forschungsgruppe von While erforscht weiterhin experimentelle Impfstoffe gegen andere verheerende Krankheiten wie ALS und die Parkinson-Krankheit sowie Erkrankungen wie Depressionen und Schmerzen. „Wir versuchen, es zu erweitern, um zu sagen: ‚Dies ist ein Phänomen, das bei vielen weiteren Erkrankungen des Gehirns ausgenutzt werden könnte‘“, bemerkt er.

Die Wissenschaftler glauben, dass sie möglicherweise Personen mit hohem Schlaganfallrisiko wie Bypass-Patienten untersuchen und zeigen können, dass anstelle einer oralen Impfung eine Art „passive Immunisierung – tatsächlich Antikörper dagegen abgeben“– schützen kann.

"Das Problem mit einem Impfstoff ist, dass es aufgrund seiner Langzeitwirkung unbekannte Wirkungen geben kann, die möglicherweise nicht reversibel sind. Wir werden wahrscheinlich aus Sicherheitsgründen einfach damit beginnen, Antikörper zu verabreichen", sagt Dr. While. „Wir würden dies wahrscheinlich Patienten während Bypass- oder anderen chirurgischen Eingriffen verabreichen, wenn ihr Gehirn einem Schlaganfallrisiko ausgesetzt ist. Sobald wir zeigen, dass es funktioniert, können wir zu anderen schwereren Krankheiten wie AIDS-Demenz übergehen und schließlich zu Menschen zurückkehren mit chronisch hohem Schlaganfallrisiko, wie z. B. Menschen mit Bluthochdruck oder Karotisstenose."

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