Bhavana Solanky, Department of Neuroinflammation, NMR Research Unit, UCL Institute of Neurology, London, UK

Intrazelluläre Natrium-Ansammlung und Gewebeschaden nach Rückenmarksverletzung: eine multi-Parameter Studie

Gefördert in: 2015, 2016, 2017


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Einleitung:

Eine Rückenmarksverletzung ist ein komplizierter Vorgang, bei dem nicht nur strukturelle Gewebeveränderungen stattfinden, sondern auch der Stoffwechsel des Gewebes in Mitleidenschaft gezogen wird. Eine solche Störung stellt die massive Ansammlung von Natrium (Salz) dar, die beeinflusst, wie Neurone wachsen. Die Anwendung von Natrium-Blockern (d.h. Medikamente, die vor einer solchen Ansammlung schützen) wird deshalb bei einer Rückenmarksverletzung in Betracht gezogen, aber nicht-invasive Messmethoden zur Bestimmung des Natriumgehalts innerhalb der Zellen wurden noch nicht entwickelt.

Hypothese:

Mit dieser Studie soll eine neue Methode zur Messung des intrazellulären Natriumgehalts nach einer Rückenmarksverletzung entwickelt werden, d.h. der Salzgehalt innerhalb einer Zelle des Gewebes, die sich MRI-bildgebender Verfahren bedient. Das wird dabei helfen, den Einfluss einer Natrium-Ansammlung auf die funktionelle Beeinträchtigung des Patienten zu verstehen.

Methoden:

Um den intrazellulären Natriumgehalt und seinen Effekt auf die Zellfunktionen zu bestimmen, werden die Patienten drei spezielle MRI-Untersuchungen durchlaufen. Das erste Verfahren nennt sich Magnetresonanzspektroskopie (MRS), wobei der totale Natriumgehalt des Rückenmarks gemessen wird. Da das eine Kombination aus dem Natriumgehalt innerhalb und außerhalb der Nervenzellen darstellt, wird in einer zweiten Art von bildgebendem Verfahren (diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie) der Anteil an Volumen bestimmt, den die Nervenzellen einnehmen. Das Team glaubt, dass eine Kombination von Natrium-MRS und diffusionsgewichtetem MRI es ermöglichen wird, zu bestimmen, wieviel Natrium nur innerhalb der Zellen ist, also von jenem Natrium, das das Wiederauswachsen der Zellen beeinträchtigen kann. Ein drittes Verfahren, auch bekannt als 1H-MRS, wird es ermöglichen, weitere Faktoren zu messen, die die Zellen beschädigen können, wie z.B. Glutamat, was für die Funktion der Zelle bei der Signalübertragung wichtig ist und auch durch einen intrazellulären Natriumanstieg beeinflusst wird.

Erwartete Ergebnisse:

Das Team erwartet, dass ein hoher Spiegel von intrazellulärem Natrium mit einer hohen Beeinträchtigung assoziiert ist. Erhöhte intrazelluläre Natriumspiegel könnten eine Kaskade von weiteren Reaktionen verursachen, die zu einer erhöhten Glutamat-Ausschüttung führen können.

Mögliche Anwendung:

Die Bestimmung der Quelle von hohen Natriumspiegeln bei Rückenmarksverletzung wird dabei behilflich sein, die Rolle von Natrium bei der Beeinträchtigung und den Sekundärschäden einer Rückenmarksverletzung zu verstehen. Das wird schließlich dabei helfen, neue Ansatzpunkte für eine Behandlung zu identifizieren. Außerdem könnte Natrium-MRI eine neue Möglichkeit darstellen, die Effektivität von neuen Behandlungen, wie Natriumkanal-Blocker, festzustellen.