Zentrales Nervensystem: Methode zur Bildung neuer Nervenzellen entdeckt
Neuprogrammierte Neuronen in verschiedenen Grauschattierungen
Werden Nervenzellen im zentralen Nervensystem – beispielsweise durch neurodegenerative Erkrankungen oder traumatische Hirnverletzungen – zerstört, ist die Möglichkeit ihrer Wiederherstellung bisher sehr begrenzt. So bergen Therapien wie beispielsweise eine Zelltransplantation hohe Risiken, da sie eine Immunsuppression voraussetzen. Ein neuer Ansatz ist nun Forschern um Professor Magdalena Götz vom Helmholtz Zentrum München und vom Biomedizinischen Zentrum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) gelungen: die direkte Umprogrammierung von Zellen vor Ort. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass Gliazellen mit Faktoren, die während der Nervenzellbildung identifiziert wurden, in Neuronen umprogrammiert werden können.
Umprogrammierung von Nervenzellen
Der Ansatz der neuronalen Umprogrammierung wurde bereits 2002 - zunächst in der Kulturschale und dann im Gehirn von Mäusen - entwickelt, 2015 wurde er weiter optimiert. Eine nicht gelöste Herausforderung blieb dabei jedoch, adäquate neuronale Subtypen zu generieren, die mit anderen Gehirnregionen verbunden sind.
„In der aktuellen Studie gelang es uns, Astrozyten, die sich an verschiedenen Schichten befinden, nach einer Hirnverletzung in verschiedene neuronale Subtypen umzuprogrammieren“, erklärt Götz. Astrozyten sind die häufigsten Vertreter der Gliazellen, die unter anderem das Stützgewebe im zentralen Nervensystem von Säugern bilden.
Langfristig neue Therapieoptionen möglich
„Dieser Erfolg ist neu und ein großartiger Schritt für die Regeneration von Nervenzellen, da in dieser Studie erstmals Nervenzellen verschiedener Schichten mit Verbindungen zu den gewünschten Hirnregionen wieder gebildet werden konnten“, so Götz. Nach Auffassung der Forscher bietet dieser Ansatz die langfristige Perspektive, Neuronen zu ersetzen, die bei neurodegenerativen Erkrankungen oder nach akuten Verletzungen wie Traumata oder Schlaganfall verloren gegangen sind.
„Wir sind überzeugt, dass unsere Erfolge auch die Stammzellforschung und Entwicklungsneurobiologie entscheidend voranbringen, weil wir herausgefunden haben, dass die Ursprungszellen einen sehr großen und spezifischen Einfluss auf die Umprogrammierung in verschiedene Nervenzellen haben“, erklärt Dr. Riccardo Bocchi aus der Forschungsgruppe. „Außerdem können unsere Erkenntnisse zu völlig neuen Ansätzen in der medizinischen Anwendung führen.“ In weiteren Studien wollen die Forscher nun die Wirkungsweise der Umprogrammierungsfaktoren verbessern und die funktionelle Integration der neuen Neuronen untersuchen, um humane Gliazellen sicher in neue Neuronen zu verwandeln.
Foto: © Dr. Riccardo Bocchi, Institut für Stammzellforschung, Helmholtz Zentrum München
