Behandlung von Multiple Sklerose: Isolierende Ummantelung von Nervenzellen

Medizin am Abend Berlin Fazit: Multiple Sklerose: Hilfe zur zellulären Selbsthilfe

Körpereigener Mechanismus der Hirnregeneration entschlüsselt

• Bei Krankheiten wie der Multiplen Sklerose ist die isolierende Ummantelung von Nervenzellen geschädigt. 

Forschende der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben jetzt herausgefunden, wie der Körper seinen eigenen Reparaturmechanismus in Gang setzt, um diese Schäden zu begrenzen. 

Die Ergebnisse bilden die Basis für die Entwicklung neuer Wirkstoffe zur Behandlung der Multiplen Sklerose. 

 Sie wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications* veröffentlicht.



 Myelin-Reparaturzellen (Oligodendrozyten) einer Maus in der Kulturschale. Sie stellen Myelin her (grün), das sie für die Reparatur der Nervenzell-Ummantelung verwenden. Zellkerne sind blau angefärbt. Staroßom/Charité


Es ist die häufigste Autoimmunerkrankung des zentralen Nervensystems: Geschätzt mehr als 200.000 Menschen sind in Deutschland von Multipler Sklerose betroffen.

• Sie leiden an Seh- und Empfindungsstörungen sowie Einschränkungen der Koordinationsfähigkeit bis hin zu Lähmungen. 

Grund für diese Symptome ist eine gestörte Weiterleitung von Signalen im Gehirn oder Rückenmark:

• Bei Multipler Sklerose greift das körpereigene Immunsystem die sogenannten Myelinscheiden an, die die Nervenzellen ummanteln und elektrisch isolieren. 

Ohne intakte Myelinscheiden ist die Kommunikation zwischen Nervenzellen beeinträchtigt.

Weltweit suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten, die Myelinscheiden bei Menschen mit Multipler Sklerose wieder zu reparieren, um deren neurologische Symptome zu lindern. 

Diesem Ziel sind Forschende der Charité nun einen entscheidenden Schritt nähergekommen.

Dazu haben sie die Selbstheilungskräfte des Körpers genauer untersucht. 

Denn: Das zentrale Nervensystem ist unter bestimmten Bedingungen durchaus in der Lage, geschädigte Myelinscheiden auszubessern. Auf spezifische molekulare Signale hin können sich Stammzellen zu Myelin-Reparaturzellen, den sogenannten Oligodendrozyten, umwandeln.

Sie wandern dann aus einer kleinen Nische im Gehirn an den Ort der Schädigung, wo sie die elektrische Isolierung der Nervenzellen wiederherstellen.

Die molekularen Signale, die diesen körpereigenen Regenerationsmechanismus in Gang setzen, waren bisher kaum bekannt.

„Wir haben jetzt herausgefunden, dass der Eiweißstoff Chi3l3 eine zentrale Rolle für die Myelin-Reparatur spielt“, sagt Dr. Sarah-Christin Staroßom vom Institut für Medizinische Immunologie der Charité. Die Erstautorin der Studie forscht im Exzellenzcluster NeuroCure und am Experimental and Clinical Research Center (ECRC). Dr. Staroßom erklärt:

„Das Protein Chi3l3 bewirkt, dass sich neuronale Stammzellen zu Myelin-Reparaturzellen entwickeln, die die elektrische Isolierung der geschädigten Nervenzellen wiederherstellen.“

• Das Forscherteam konnte im Mausmodell zeigen, dass eine Verringerung der Chi3l3-Menge im Gehirn die körpereigene Regeneration von Myelinscheiden erheblich beeinträchtigt. 

Umgekehrt führte eine Infusion des Proteins zu einer vermehrten Bildung von Myelin-Reparaturzellen. 

In der Petrischale konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diese Reaktion auch bei menschlichen Zellen beobachten.

„Dieses Wissen wollen wir nun nutzen, um eine neue Generation von Medikamenten für die Behandlung der Multiplen Sklerose zu entwickeln“, erklärt Dr. Staroßom.

„Im nächsten Schritt werden wir deshalb weiter erforschen, ob sich die neurologischen Symptome bei Multipler Sklerose mithilfe von Chi3l3 oder verwandten Proteinen lindern lassen.“

Medizin am Abend Berlin DirektKontakt
www.medizin-am-abend.blogspot.com

Über Google: Medizin am Abend Berlin 
idw - Informationsdienst Wissenschaft e. V.

Dr. Sarah-Christin Staroßom
Institut für Medizinische Immunologie
Charité – Universitätsmedizin Berlin
t: +49 30 450 524 339
E-Mail: sarah-christin.starossom@charite.de

http://www.charite.de

Charitéplatz 1
10117 Berlin
Deutschland
Berlin


Manuela Zingl
Telefon: 030 / 450 570 400
Fax: 030 / 450 570 940
E-Mail-Adresse: manuela.zingl@charite.de

---

Originalpublikation:

*Starossom SC et al., Chi3l3 induces oligodendrogenesis and reduces disease severity in an experimental model of autoimmune neuroinflammation. Nat Comm 2019 Jan 15. doi: 10.1038/s41467-018-08140-7
https://www.nature.com/articles/s41467-018-08140-7

---

Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte

https://immunologie.charite.de/

MS-Patienten: Bildung neuer Myelinscheiden - Oligodendrozyten

Medizin am Abend Berlin Fazit: Verletzliches Nervensystem: Was beeinflusst die Schutzhülle?

Etwa 200.000 Menschen in Deutschland leiden an Multipler Sklerose (MS), einer schweren unheilbaren neurologischen Erkrankung. 

Die Ursachen sind noch lange nicht geklärt, bekannt ist aber, dass das Immunsystem irrtümlich die Umhüllung der körpereigenen Nervenfasern angreift. 

Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) um Prof. Dr. Michael Wegner fanden nun zusammen mit Forschern aus Münster heraus, wie die Bildung dieser Schutzhülle durch Eiweißmoleküle reguliert wird. 

In der Zukunft könnte mit diesem Wissen zum Beispiel MS-Patienten geholfen werden, indem nach einem Schub die Bildung neuer Myelinscheiden angeregt wird.* 
 
Das menschliche Gehirn entspricht einem Hochleistungsrechner, in dem es darauf ankommt, die zahlreichen einzelnen Prozessoren möglichst effizient miteinander über Hochgeschwindigkeitskabel zu verschalten.

Die einzelnen Nervenzellen – zwischen 90 und 100 Milliarden – stellen die Prozessoren dar, ihre von Mark- oder Myelinscheiden umgebenen Fortsätze die Glasfaserkabel.

Dabei ist die Geschwindigkeit der Informationsleitung ganz entscheidend von der Qualität der Myelinscheide abhängig, die von besonderen Gehirnzellen, den Oligodendrozyten, gebildet wird. Schädigungen der Markscheide oder der Zellen, aus denen sie hervorgeht, führen zu schweren Erkrankungen wie der MS. In deren Verlauf gehen schließlich auch die Nervenzellen selbst zugrunde.

Komplexe Mechanismen steuern die Myelinbildung

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Michael Wegner, Inhaber des Lehrstuhls für Biochemie und Pathobiochemie der FAU, erforscht, wie Oligodendrozyten die Bildung ihrer Myelinscheiden steuern. Nur mit diesem Wissen ist es möglich, neurologische Erkrankungen, wie die MS, zu verstehen. Die Arbeitsgruppe hat bereits Eiweißmoleküle, wie „Sox10“, identifiziert, die die Bildung und den Erhalt der Myelinscheiden regulieren.


Ziel des neuen Projektes war, zu verstehen, wie die bereits bekannten regulatorischen Eiweiße in den Oligodendrozyten bei der Myelinbildung zusammenwirken. Dabei stellte sich heraus, dass zum erfolgreichen Zusammenspiel der bekannten Moleküle weitere benötigt werden, die als „Nfat-Proteine“ bezeichnet werden. Sie sind vor allem wegen ihrer Funktion im Immunsystem bekannt.

Nur wenn Nfat-Proteine in den Oligodendrozyten vorhanden sind, können auch alle anderen benötigten Eiweißmoleküle gemeinsam in diesen Zellen existieren, ohne sich gegenseitig zu verdrängen.

Forschungsergebnisse können in der Zukunft MS-Patienten helfen

In ihrer Arbeit, die gerade in Nature Communications erschienen ist, zeigte die Arbeitsgruppe von Prof. Wegner um Dr. Matthias Weider in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Dr. Tanja Kuhlmann am Universitätsklinikum Münster die genaueren biochemischen Mechanismen: Eine Hemmung der Nfat-Proteine beeinträchtigt die Fähigkeit von Oligodendrozyten der Ratte, der Maus, aber auch des Menschen zur Myelinbildung.

Tatsächlich ist bei MS-Patienten das Vorkommen dieser Proteine in den Oligodendrozyten der von der Krankheit betroffenen Hirnbereiche verringert.

Ob das aber eine der Ursachen für die Schäden ist, bleibt bisher unklar. „Die Zusammenhänge sind sehr komplex“, betont Michael Wegner.

Das Forschungsprojekt ist sehr eng an die Fragestellungen angelehnt, an denen Wissenschaftler der Naturwissenschaftlichen und der Medizinischen Fakultät in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Graduiertenkolleg der FAU zur „Entwicklung und Vulnerabilität des Zentralnervensystems“ arbeiten. Die gewonnenen Erkenntnisse haben nicht nur eine Bedeutung für die Grundlagenforschung, sondern auch für die Medizin. Denn eine gezielte Stimulierung der Nfat-Proteine könnte beispielsweise künftig dazu genutzt werden, die Bildung neuer Myelinscheiden zu fördern, etwa nach einem Schub bei MS-Patienten.

Weitere Substanzen müssen noch entwickelt werden

Derzeit sind solche stimulierenden Substanzen allerdings noch nicht verfügbar.

Bisher wurden nur Stoffe entwickelt, die Nfat-Proteine in ihrer Aktivität hemmen: 

Cyclosporin A und Tacrolimus. 

• Sie werden in der Medizin vor allem eingesetzt, um das Immunsystem in Schach zu halten und so zum Beispiel eine Organabstoßung bei Transplantatempfängern zu verhindern. 

• Interessanterweise findet man bei diesen Patienten nicht selten neurologische Störungen, die durch einen Verlust der Myelinscheiden hervorgerufen werden. 

Die neuen Forschungsergebnisse legen nahe, dass diese schwerwiegenden Nebenwirkungen eine direkte Folge der medikamentösen Hemmung von Nfat-Proteinen sind. Deshalb wäre es hier dringend erforderlich, die Medikation zu verbessern. 


Die Daten machen die Bedeutung der Nfat-Proteine für die Myelinbildung deutlich und eröffnen einen neuen Ansatz für die Behandlung bisher unheilbarer neurologischer Krankheiten.

* doi: 10.1038/s41467-018-03336-3

Medizin am Abend Berlin DirektKontakt
www.medizin-am-abend.blogspot.com

 












Über Google: Medizin am Abend Berlin 
idw - Informationsdienst Wissenschaft e. V.

Prof. Dr. Michael Wegner
Tel.: 09131/85-24620
michael.wegner@fau.de

Dr. Susanne Langer
E-Mail-Adresse: susanne.langer@fau.de

Schlossplatz 4
91054 Erlangen
Deutschland
Bayern