home>mypoint>archiv>2008090401.xml Artikel teilen:

Schutzmechanismus im Gehirn stärken

Den positiven Einfluss von bestimmten Molekülen auf das Überleben von Neuronen im Gehirn unter Sauerstoffmangel haben Forscherinnen der Sektion für Neurobiochemie am Biozentrum Innsbruck nun bestätigt. Die Arbeitsgruppe um Prof. Gabriele Baier-Bitterlich mit Dr. Bettina Tomaselli hat dazu einen intrazellulären Signalweg in Nervenzellen detailliert untersucht.

Die Arbeitsgruppe Purinmediierte Neuroprotektion um Prof. Gabriele Baier-Bitterlich an der Sektion für Neurobiochemie (Direktorin: Prof. Christine Bandtlow) sucht nach biochemischen Ansätzen, mit denen Nervenzellen nach einem Gehirnschlag gerettet werden könnten. Nach einem Gefäßverschluss fehlt den Nervenzellen im Gehirn der zum Überleben notwendige Sauerstoff. „Die Zellen im Zentrum der betroffenen Region sterben sehr schnell ab, aber die Neuronen am Rande (Penumbra) können eventuell gerettet werden“, sagt Gabriele Baier-Bitterlich. Der menschliche Körper verfügt über ein eigenes Schutzsystem für den Fall, dass Nervenzellen über die Blutbahnen nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden. Zu den körpereigenen Schutzsubstanzen gehört Adenosin, ein neuroprotektiv wirkendes Purinnukleosid, das den neuronalen Stoffwechsel drosselt und den Blutfluss im Gehirn erhöht. Dadurch führt dieses organische Molekül zu einer bemerkenswerten Reduktion in der Schädigung von Nervenzellen. Ähnliche Wirkung zeigen auch zwei weitere Nukleoside, Guanosin und Inosin. „Es hat sich gezeigt, dass diese Nukleoside nicht nur die Entwicklungsfähigkeit der neuronalen Zellen aufrechterhalten, sondern auch die Bildung von Nervenfortsätzen fördern“, erklären Prof. Baier-Bitterlich und Dr. Tomaselli.

Signalweg untersucht

In zwei Arbeiten, die vor kurzem in den Zeitschriften Molecular and Cellular Neuroscience und Journal of Neurochemistry erschienen sind, konnten die Forscherinnen Details jenes Signalweges aufklären, der eine große Bedeutung für diesen Schutzmechanismus bei Sauerstoffmangel hat. Dazu benutzen sie einen Brutschrank, mit dem die Sauerstoffkonzentration auf 1 Prozent reduziert werden kann. Als Untersuchungsobjekt dienten einerseits PC12 Zellen, eine Zelllinie, die seit Jahrzehnten zur Untersuchung neuronaler Differenzierung und Entwicklung dient, und primäre Neuronen aus Ratten. „Dabei konnten wir sehr schön zeigen, dass Adenosin und Inosin zu einer sehr starken Aktivierung des p42/44 MAPK Signalweges führen“. Außerdem beeinträchtige der siRNA-mediierte ‘Knockdown’ von MAPK den Purinnukleosid-vermittelten Schutzmechanismus bei Sauerstoffmangel. Daran anschließend untersuchte die Gruppe die Rolle des Hypoxie-induzierbaren Faktors (HIF-1alpha). Die Purinukleoside führten in PC12 Zellen wie auch in primären Neuronen zu einer verstärkten Aktivität von HIF-1 alpha und auch die siRNA-mediierte Reduktion der Expression von HIF-1 alpha beeinträchtigte die neuroprotektive Kapazität von Purinnukleosiden. „Unsere Daten bestätigten die wichtige Rolle des MAPK/HIF-1 alpha Signalweges in der Purin-vermittelten Neuroprotektion von Zellen unter Hypoxiebedingungen“, fassen Baier-Bitterlich und Tomaselli das Ergebnis ihrer Arbeit zusammen. Unterstützt wurden sie bei ihren Forschungen vom österreichischen Wissenschaftsfonds FWF.