Beim Durchbruch werden Nervenverbindungen nach einer Rückenmarksverletzung regeneriert

Beim Durchbruch werden Nervenverbindungen nach einer Rückenmarksverletzung regeneriert
Beim Durchbruch werden Nervenverbindungen nach einer Rückenmarksverletzung regeneriert
Anonim

Forscher haben zum ersten Mal eine robuste Regeneration von Nervenverbindungen induziert, die willkürliche Bewegungen nach einer Rückenmarksverletzung steuern, was das Potenzial für neue therapeutische Ansätze bei Lähmungen und anderen Beeinträchtigungen der motorischen Funktion zeigt.

In einer Studie an Nagetieren gelang dem Team der UC Irvine, UC San Diego und der Harvard University dieser Durchbruch, indem es die Entwicklungsuhr in einem molekularen Weg zurückdrehte, der für das Wachstum der Nervenverbindungen des Kortikospin altrakts entscheidend ist.

Sie taten dies, indem sie ein Enzym namens PTEN (ein Phosphatase- und Tensin-Homologes) entfernten, das einen molekularen Weg namens mTOR kontrolliert, der ein Schlüsselregulator des Zellwachstums ist.Die PTEN-Aktivität ist früh während der Entwicklung niedrig, was eine Zellproliferation ermöglicht. PTEN sch altet sich dann ein, wenn das Wachstum abgeschlossen ist, wodurch mTOR gehemmt und jegliche Regenerationsfähigkeit ausgeschlossen wird.

Zhigang He, ein leitender Neurologieforscher am Children's Hospital Boston und der Harvard Medical School, versuchte einen Weg zu finden, das Zellwachstum im frühen Entwicklungsstadium in verletztem Gewebe wiederherzustellen, und zeigte erstmals 2008 in einer Studie, dass PTEN bei Mäusen blockiert wird ermöglichte die Regeneration von Verbindungen vom Auge zum Gehirn nach einer Sehnervschädigung.

Er tat sich dann mit Oswald Steward von UCI und Binhai Zheng von UCSD zusammen, um zu sehen, ob der gleiche Ansatz die Nervenregeneration an verletzten Stellen des Rückenmarks fördern könnte. Die Ergebnisse ihrer Studie erscheinen online in Nature Neuroscience.

"Bis jetzt war eine so robuste Nervenregeneration im Rückenmark unmöglich", sagte Steward, Professor für Anatomie und Neurobiologie und Direktor des Reeve-Irvine Research Center an der UCI.„Lähmungen und Funktionsverlust aufgrund von Rückenmarksverletzungen g alten als unbehandelbar, aber unsere Entdeckung weist den Weg zu einer potenziellen Therapie, um die Regeneration von Nervenverbindungen nach Rückenmarksverletzungen bei Menschen zu induzieren.“

Laut Daten der Christopher & Dana Reeve Foundation leiden etwa 2 Prozent der Amerikaner an irgendeiner Form von Lähmung infolge einer Rückenmarksverletzung, die hauptsächlich auf die Unterbrechung der Verbindungen zwischen Gehirn und Rückenmark zurückzuführen ist.

Eine Verletzung von der Größe einer Traube kann zu einem vollständigen Funktionsverlust unterhalb der Verletzungsebene führen. Zum Beispiel kann eine Verletzung des Halses zu einer Lähmung von Armen und Beinen, Verlust der Fähigkeit, unterhalb der Schultern zu fühlen, Unfähigkeit, Blase und Darm zu kontrollieren, Verlust der Sexualfunktion und sekundären Gesundheitsrisiken, einschließlich Anfälligkeit für Harnwegsinfektionen, Druck führen Wunden und Blutgerinnsel aufgrund der Unfähigkeit, die Beine zu bewegen.

"Diese verheerenden Folgen treten auf, obwohl das Rückenmark unterhalb der Verletzungsebene intakt ist", bemerkte Steward. "All diese verlorenen Funktionen könnten wiederhergestellt werden, wenn wir einen Weg finden könnten, die beschädigten Verbindungen zu regenerieren."

Er und seine Kollegen untersuchen nun, ob die PTEN-Deletionsbehandlung zu einer tatsächlichen Wiederherstellung der motorischen Funktion bei Mäusen mit Rückenmarksverletzung führt. Weitere Forschungen werden den optimalen Zeitrahmen und das Verabreichungssystem für die Therapie untersuchen.

Kai Liu, Yi Lu, Andrea Tedeschi, Kevin Kyungsuk Park, Duo Jin, Bin Cai, Bengang Xu und Lauren Connolly von Harvard; Jae Lee von der UCSD; und Rafer Willenberg und Ilse Sears-Kraxberger von UCI trugen ebenfalls zu der Studie bei, die von der Wings for Life Spinal Cord Research Foundation, der Craig H. Neilsen Foundation, dem International Spinal Research Trust, dem National Institute of Neurological Disorders & Stroke unterstützt wurde, und eine private Spende an das Reeve-Irvine Research Center.

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