Freie Sauerstoffradikale: Rolle bei der Heilung von Rückenmarksverletzungen

Bei Rücken­marks­ver­let­zun­gen sind freie Sauer­stoff­ra­di­ka­le für die Hei­lung von geschä­dig­ten Ner­ven­zel­len uner­läss­lich, berich­ten Tübin­ger For­scher. Die Zel­len neh­men gezielt ein Enzym auf, das freie Sauer­stoff­ra­di­ka­le bil­det.

Zell­al­te­rung, Krebs, Par­kin­son und Alz­hei­mer – mit frei­en Sauer­stoff­ra­di­ka­len wer­den meist Krank­hei­ten in Ver­bin­dung gebracht. Die Mole­kü­le schei­nen jedoch auch posi­ti­ve Auf­ga­ben zu besit­zen: Bei Rücken­marks­ver­let­zun­gen spie­len sie eine uner­läss­li­che Rol­le im Hei­lungs­pro­zess. Das berich­tet ein inter­na­tio­na­les For­scher­team unter der Lei­tung von Prof. Simo­ne Di Gio­van­ni vom Her­tie-Insti­tut für Kli­ni­sche Hirn­for­schung, der Uni­ver­si­tät Tübin­gen und dem eng­li­schen Impe­ri­al Col­le­ge Lon­don.

In der aktu­el­len Aus­ga­be von „Natu­re Cell Bio­lo­gy” beschrei­ben die For­scher, wie ver­letz­te Ner­ven­zel­len gezielt ein Enzym auf­neh­men, dass freie Sauer­stoff­ra­di­ka­le bil­det. Die ent­ste­hen­den Radi­ka­le set­zen anschlie­ßend Pro­zes­se in Gang, die der Rege­ne­rie­rung der Zel­len die­nen. „Behand­lun­gen, die nach einer Ner­ven­ver­let­zung dar­auf abzie­len, die Pro­duk­ti­on frei­er Sauer­stoff­ra­di­ka­le ein­zu­schrän­ken, könn­ten tat­säch­lich nach­tei­lig sein”, erklärt Di Gio­van­ni. „Der genaue Zeit­punkt und die rich­ti­ge Dosis müs­sen wohl berück­sich­tigt wer­den.” Unklar bleibt, ob eine höhe­re Men­ge an frei­en Sauer­stoff­ra­di­ka­len den Hei­lungs­pro­zess noch ver­bes­sern kann.

In der aktu­el­len Stu­die beob­ach­te­ten die Wis­sen­schaft­ler, wie kör­per­ei­ge­ne Abwehr­zel­len – soge­nann­te Makro­pha­gen – nach einer Ver­let­zung ein Enzym mit dem Namen NOX2 ins Gewe­be abson­dern. „NOX2 wird anschlie­ßend vom Axon der ver­letz­ten Zel­len auf­ge­nom­men und in klei­nen Vesikeln Rich­tung Zell­kör­per trans­por­tiert”, beschreibt Di Gio­van­ni. „Es erzeugt freie Sauer­stoff­ra­di­ka­le, indem es eine Rei­he von Pro­te­inen oxi­diert. Durch sie wer­den im Zell­kör­per Signal­we­ge ange­regt, an des­sen Enden die Rege­ne­rie­rung des Axons und das Wachs­tum wei­te­rer Zell­fort­sät­ze steht.”

Noch sind die kom­ple­xen mole­ku­la­ren und zel­lu­lä­ren Pro­zes­se, die sich nach einer Ver­let­zung an Ner­ven oder im Rücken­mark abspie­len, nicht voll­stän­dig ver­stan­den. Die aktu­el­le Stu­die fügt jedoch ein wei­te­res Puz­zle­teil zum Gesamt­bild hin­zu. Rücken­marks­ver­let­zun­gen gehen oft­mals mit lebens­lan­gen Läh­mun­gen ein­her. Der­zeit gibt es kei­ne The­ra­pie, die Ner­ven­fa­sern repa­rie­ren kann. „Je bes­ser wir aber ver­ste­hen, was im Kör­per vor sich geht, des­to ein­fa­cher wer­den wir Stra­te­gi­en ent­wi­ckeln kön­nen”, so Di Gio­van­ni.

Die Stu­die des Tübin­ger Wis­sen­schaft­lers lei­tet auch ein Umden­ken in der For­schung mit ein. „Bis­her asso­zi­ier­ten wir freie Sauer­stoff­ra­di­ka­le vor allem mit Schä­den an Ner­ven und Rücken­mark”, sagt Di Gio­van­ni. „Die Mole­kü­le gehen unkon­trol­liert che­mi­sche Reak­tio­nen mit Pro­te­inen und DNA ein und zer­stö­ren so Zell­mem­bra­nen und Erb­gut. Jetzt müs­sen wir ihnen tat­säch­lich aber auch posi­ti­ve Auf­ga­ben zuschrei­ben.”

Neben den aktu­el­len Ergeb­nis­sen gibt es in jüngs­ter Zeit Hin­wei­se, dass die Mole­kü­le unter ande­rem eine Rol­le beim Wachs­tum von Ner­ven­zel­len im Hip­po­cam­pus, der Gedächt­nis­zen­tra­le im Gehirn, spie­len. Eben­so schei­nen sie an zel­lu­lä­ren Signal­we­gen bei der Wund­hei­lung in Zebra­fi­schen betei­ligt zu sein. In einer künf­ti­gen Stu­die möch­te Di Gio­van­ni erfor­schen, was pas­siert, wenn er die Pro­duk­ti­on von frei­en Sauer­stoff­ra­di­ka­len durch NOX2 erhöht. „Wenn wir Glück haben, ver­bes­sert dies sogar den Hei­lungs­pro­zess in den Zel­len.”

Ori­gi­nal­pu­bli­ka­ti­on:
Her­ve­ra et al., (2018): Reac­tive oxy­gen spe­ci­es regu­la­te axo­nal regen-era­ti­on through the release of exo­so­mal NADPH oxi­da­se 2 com­ple­xes into inju­red axons. Natu­re Cell Bio­lo­gy

Quelle
Hertie Institut für Klinische Hirnforschung
Mehr anzeigen
Close