Schutz der neuronalen Architektur

Werden Nervenzellen vor dem Verlust ihrer Dendriten geschützt, kann dies Hirnschäden nach einem Schlaganfall reduzieren. Das haben Neurobiologen der Universität Heidelberg in Forschungen am Mausmodell gezeigt.

Die hochkomplexe baumartige Struktur von Neuronen ist eine wichtige Voraussetzung für ihre Fähigkeit, Verbindungen mit anderen Nervenzellen herzustellen, um damit das normale Funktionieren des Gehirns zu ermöglichen. In früheren Arbeiten haben die Heidelberger Forscher unter der Leitung von Prof. Hilmar Bading das Signalmolekül VEGFD – den „Vascular Endothelial Growth Factor D“ – als zentralen Regulator für die Aufrechterhaltung und Wiederherstellung neuronaler Strukturen identifiziert.

„Unsere aktuellen Forschungen zeigen, dass es bei einem Schlaganfall als Folge einer Durchblutungsstörung im Gehirn zu einer Reduktion der VEGFD-Level kommt. Dadurch verlieren die Nervenzellen Teile ihrer Dendriten. Sie verkümmern, und dies führt zu Beeinträchtigungen der kognitiven und motorischen Fähigkeiten“, erläutert Bading.

Auf Grundlage dieser Erkenntnisse sind die Forscher des Interdisziplinären Zentrums für Neurowissenschaften der Frage nachgegangen, ob mit einer Wiederherstellung der VEGFD-Level der Abbau neuronaler Strukturen nach einem Schlaganfall verhindert werden kann. Dazu applizierten sie rekombinantes VEGFD in das Gehirn von Mäusen, die einen Schlaganfall erlitten hatten. „Durch die Behandlung wurden die dendritischen Bäume erfolgreich erhalten und, was wichtig ist, der Hirnschaden reduziert. Zudem erholten sich die motorischen Fähigkeiten schneller“, sagt Juniorprofessorin Dr. Daniela Mauceri.

In einem zweiten Schritt verabreichten die Forscher VEGFD in modifizierter Form als Nasentropfen, um die Behandlung zu vereinfachen. Sie erzielten die gleichen Ergebnisse mit dem verwendeten Peptidmimetikum, einer vereinfachten aber trotzdem biologisch wirksamen Version von VEGFD, das in Zusammenarbeit mit Prof. Christian Klein vom Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie der Universität Heidelberg entwickelt wurde.

Von ihren Forschungsergebnissen zum Schutz der neuronalen Architektur erhoffen sich die Wissenschaftler langfristig neue Ansätze zur Behandlung von Schlaganfällen. „Insbesondere das Prinzip der nasalen Verabreichung wäre eine sichere und einfach zu handhabende Interventionsmöglichkeit“, erklärt Bading. Die Heidelberger Wissenschaftler arbeiten jetzt daran, diesen im Mausmodell erprobten Behandlungsansatz für eine mögliche klinische Anwendung weiterzuentwickeln.

Originalpublikation:
Mauceri D et al. Nasally delivered VEGFD mimetics mitigate stroke-induced dendrite loss and brain damage. PNAS 2020;117(15):8616-8623.