Muskelprotein fördert die Regeneration geschädigter Nerven

Geschädigte Nervenfasern des Zentralen Nervensystems (ZNS) im Gehirn, Sehnerv oder Rückenmark sind normalerweise nicht regenerationsfähig. Grund dafür ist unter anderem, dass Nervenfasern die Proteine, die für ihr Nachwachsen notwendig sind, nicht oder nur unzureichend bilden. Dies könnte ein gentherapeutischer Ansatz nun ändern.

Das Team des Lehrstuhls für Zellphysiologie der Ruhr-Universität Bochum (RUB) unter Leitung von Prof. Dietmar Fischer konnte zeigen, dass unter bestimmten Bedingungen in verletzten Nervenzellen des ZNS ein Protein gebildet wird, das bisher nur in Muskelzellen beschrieben wurde. Das Muscle-LIM-Protein trug in Versuchen zur Regeneration der verletzten Nerven bei.

Verletzungen oder Erkrankungen der Nerven im Zentralnervensystem führen zu dauerhaften Behinderungen, zum Beispiel Blindheit nach Schädigungen des Sehnervs oder Querschnittslähmung nach Rückenmarksverletzungen. „Klinisch anwendbare Therapien zur Nervenregeneration stehen bisher noch nicht zur Verfügung“, stellt Fischer fest. Das liegt daran, dass die Axone die Proteine, die für ihre Regeneration nötig wären, nicht oder nur unzureichend herstellen. „Wenn wir solche Proteine identifizieren und über Gentherapie ihre Herstellung einleiten könnten, hätten wir neue anwendbare Ansätze zur Nervenregeneration“, so Fischer.

Einen Schritt in diese Richtung hat sein Team mit der Entdeckung getan, dass das Muscle-LIM-Protein (MLP), das eine wichtige Rolle zum Beispiel im Herzen spielt, unter bestimmten Bedingungen auch in Nervenzellen des Zentralnervensystems produziert wird.

MLP stabilisiert Strukturen in Wachstumskegeln

Die Forscher konnten nachweisen, dass MLP dann besonders stark in Neuronen gebildet wird, wenn diese künstlich zum Wachstum von Nervenfasern angeregt wurden. Das Protein sammelte sich dabei in den Spitzen der nachwachsenden Fasern an und stabilisierte dort Strukturen in den sogenannten Wachstumskegeln, die für die Regeneration besonders wichtig sind.

Blockierten die Wissenschaftler die Funktion des Proteins oder unterdrückten sie dessen Bildung, reduzierte sich die Fähigkeit der Nervenzellen zum Wachstum von Axonen erheblich. Wenn die Forscher künstlich mittels Gentherapie dafür sorgten, dass die geschädigten Nervenzellen MLP produzierten, zeigten deren Axone eine deutlich gesteigerte Regenerationsfähigkeit. Das führte dazu, dass Axone bei Tieren erheblich stärker in den verletzten Sehnerv wachsen konnten als ohne die Behandlung.

„Ob ähnliche Ansätze auch in anderen Bereichen des verletzten Gehirns oder Rückenmarks oder nach Schlaganfällen die Regeneration fördern, werden wir zukünftig am Lehrstuhl für Zellphysiologie weiter untersuchen“, sagte Fischer.

Originalpublikation:
Levin E. et al.: Muscle LIM Protein is expressed in the injured adult CNS and promotes Axon Regeneration.
Cell Reports, 22. Januar 2019