Neue Perspektiven für Patienten mit Gehirnverletzungen

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iinews vom 12.12.2014 (Internet-Publikation, Filderstadt)
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Neue Perspektiven für Patienten mit
Gehirnverletzungen ? Kölner Wissenschaftler
entdecken Stof
für Patienten mit Gehirnverletzungen – Kölner Wissenschaftler entdecken Stof
In einem gemeinsamen Kooperationsprojekt konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der
Exzellenzcluster aus Köln (CECAD) und München sowie von der Universität Bologna (Italien) neue
Einblicke in den Stoffwechselprozess von verletztem Gehirngewebe gewinnen. Der ForschungsSchwerpunkt liegt auf den sog. Astrozyten, Zellen im zentralen Nervensystem, die den Energie-Stoffwechsel und die Funktion der Synapsen regulieren. Aufgrund ihrer wichtigen physiologischen Funktion im gesunden Gehirn haben Wissenschaftler erforscht, wie Astrozyten ihre Stoffwechselprozesse
als Reaktion auf entzündetes Nervengewebe verändern. Diese Entzündungen können durch akute
Verletzungen, Schlaganfall oder neurodegenerative Erkrankungen ausgelöst werden. Das verdeutlicht, dass es sich bei dem Ausfall der Reaktionsfähigkeit der Astrozyten während einer Entzündung
um einen essentiellen Aspekt bei den meisten Erkrankungen des Gehirns handelt, der die Symptomatik verschlimmert und möglicherweise auch die Neurodegeneration beschleunigt.
Bislang wurde angenommen, dass alle Zellen des Nervensystems in gleicher Weise auf akute Hirntrauma reagieren. Dr. Bergami und sein Wissenschaftlerteam entdeckten nun, dass Astrozyten innerhalb verschiedener Zonen der Verletzung unterschiedlich auf entzündliche Prozesse reagieren.
Diese Reaktionsfähigkeit beeinflusst insbesondere die Funktion der Mitochondrien, den ?Kraftwerken
der Zelle?.
Die Funktion der Mitochondrien ist von zwei verschiedenen Dynamiken abhängig: Verschmelzung
und Spaltung. Diese beiden Reaktionen sind der Schlüssel für die Aufrechterhaltung der mitochondrialen Architektur und Funktion. Eine fehlerhafte Regulation der mitochondrialen Dynamik resultiert in
einer Störung der Mitochondrienfunktion, die wiederum zu Zellalterung führt und eine Reihe von neurodegenerativen Erkrankungen auslösen kann.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten zeigen, dass die Mitochondrien der Astrozyten im Zentrum der verletzten, stark entzündeten Hirnregion eine Beschleunigung der Tendenz zur
Spaltung aufweisen, die zu ihrer Fragmentierung führt. Im Gegensatz dazu verschmelzen viele der
Mitochondrien in den umgebenden Bereichen.
Darüber hinaus entdeckten die Wissenschaftler einen entscheidenden Stoffwechselprozess, der die
Mitochondrienfunktion der Astrozyten reguliert. Dr. Bergami und sein Team konnte zeigen, dass die
sog. Autophagie, ein Prozess der Selbstverdaung von Zellbestandteilen, die Aufrechterhaltung der
Mitochondrien-Struktur gefährdet. Im Gegensatz zu Neuronen, überleben Astrozyten überraschenderweise auch bei einer akuten Entzündung. Die neue Studie zeigt, dass Autophagie der wichtigste
Mechanismus in der Widerstandskraft ist. Wenn die Autophagie abnimmt, verlieren Astrozyten ihre
Fähigkeit ihr Netzwerk zu regenerieren – das führt zum Zelltod der Astrozyten.
Obwohl die Reorganisation von Stoffwechselprozessen, die durch Entzündungen ausgelöst werden,
hinter den Einfluss der Mitochondrien zurücktritt, zeigen diese Erkenntnisse deutlich, dass die Mitochondrienfunktion essentiell für das Überleben der Astrozyten ist. Darüberhinaus konnten Dr. Bergami
und sein Team neue Erkenntnisse gewinnen, die ein besseres Verständnis von der Reaktion der
Gehrinzellen in entzündlichen Prozessen ermöglichen. Eine weitere Spezifizierung dieser Stoffwechselprozesse wird zukünftig den Wissenschaftlern ermöglichen, Neurone vor dem Zelltod durch akute
oder chronische Entzündungen zu schützen. Das wird möglicherweise die Entwicklung neuer Therapien initiieren, um neue Perspektiven für Patienten mit Hirntrauma oder Schlaganfall zu finden, mit
dem Ziel, die Hirnfunktion zu erhalten und die Lebensqualität der Patienten zu verbessern.
Kontakt:
Dr. Matteo Bergami
Exzellenzcluster CECAD, Universität zu Köln
Tel. +49 (0) 221 478 841 71
[email protected]
Weblink
Astrid Bergmeister
Leiterin CECAD PR
Marketing
Tel. + 49 (0) 221-478-84043
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