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Fotos (2): Medizinische Universität Innsbruck
Die Biologin Dr. Barbara Hausott und die Medizinerin Dr. Maria Auer (v.l.) erforschen die Nervenregeneration.

Peripheres Neuron: links unbehandelt und rechts nach Hemmung von Sprouty2 mittels siRNA (small interfering RNA).

 
Neurologie 25. Jänner 2011

Sprouty hemmt Axonwachstum

An der MedUni Innsbruck wird untersucht, wie sich die Regeneration von Nervenzellfortsätzen verbessern lässt.

Die klinische Prognose nach der chirurgischen Behandlung von traumatischen Läsionen am peripheren Nervensystem ist für Betroffene oft enttäuschend. An der Sektion für Neuroanatomie der MedUni Innsbruck wird nun unter der Leitung von Prof. Dr. Lars Klimaschewski intensiv an neuen Behandlungsmöglichkeiten von Nervenläsionen und deren Folgen geforscht.

Im Rahmen des D.-Swarovski-Förderungsfonds befasst sich Dr. Barbara Hausott mit der Rolle von Sprouty-Proteinen in der Axonregeneration von verschiedenen Neuronen. Neuronale Zellfortsätze (Axone) leiten elektrische Impulse zwischen Nervenzellen oder Nervenzelle und Zielgewebe. Gebündelt als periphere Nerven, durchziehen sie den Körper. Wenn bei deren Schädigung eine große Distanz zu überbrücken ist, treten gehäuft Probleme auf, die derzeit mit der Opferung und Implantation eines gesunden Nervs behandelt werden. Dennoch bilden sich oft schmerzhafte Nervenknäuel durch übermäßiges Verzweigen des verletzten Nervs an der Läsionsstelle. „Vor diesem Hintergrund sind Substanzen von besonderem Interesse, die das Längenwachstum von peripheren Axonen fördern und kein übermäßiges Verzweigen induzieren“, erklärt Dr. Maria Auer, die ebenfalls an der Erforschung regenerationshemmender Proteine in der Abteilung für Neuroanatomie arbeitet. Sogenannte Sprouty-Proteine hemmen signalgesteuerte Reaktionen wie beispielsweise die Zellvermehrung oder eben das Axonwachstum.

Mehr Länge statt Verzweigung

Das Protein Sprouty kommt in verschiedenen Formen im Nervensystem vor. Es konnte gezeigt werden, dass Sprouty das Axonwachstum im zentralen und peripheren Nervensystem – sowohl in der Entwicklungsphase wie auch in der Regeneration – hemmt. Eine Hemmung von Sprouty führt zu einem verstärkten Längenwachstum der Axone.

In einer weiteren Arbeit wurde diese Wirkung durch die Behandlung mit dem Wachstumsfaktor Fibroblast Growth Factor (FGF-2) noch verstärkt. Dazu erklärt Hausott: „Bemerkenswert ist vor allem, dass die Hemmung von Sprouty mittels siRNAs (small interfering RNA) zusammen mit FGF-2 einen verstärkten Effekt auf das Längenwachstum von Axonen hat, während aber gleichzeitig die Anzahl der Verzweigungspunkte nicht verändert ist. Das ist besonders wichtig für die Axonregeneration über längere Distanzen, wo es noch einigen Verbesserungsbedarf in der Therapie von peripheren Nervenläsionen gibt.“

Außerdem führte die Verminderung von Sprouty in Neuronen zu einer vermehrten FGF-2-induzierten Aktivierung des MAP (Mitogen Activated Protein)-Kinase-Signalweges. Diese Aktivierung ist mit großer Wahrscheinlichkeit für die Effekte auf das Axonwachstum verantwortlich. Zusätzlich konnte in den beiden Studien gezeigt werden, dass Sprouty nicht, wie bisher angenommen, ein rein zytoplasmatisches Protein ist, sondern im Gegensatz zu anderen Zelltypen in Neuronen auch im Zellkern vorkommt. In weiterer Folge soll nun die Rolle von Sprouty in der Nervenregeneration in vivo untersucht werden.

 

Hausott, B. et al.: Sprouty2 down-regulation promotes axon growth by adult sensory neurons Molecular and Cellular Neuroscience 2009; 42(4): 328–40

 

Hausott, B. et al.: Sprouty2 and -4 regulate axon outgrowth by hippocampal neurons. Published online: 14 jan 2011; doi:10.1002/hipo.20910

 

 

 

PH/MedUni Innsbruck, Ärzte Woche 4 /2011

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