Frank Bradke , DZNE, Bonn, Deutschland

Mikrotubuli als Angriffspunkt für eine bessere Regeneration der Nervenfasern

Gefördert in: 2013, 2014, 2015


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Problem: nach Rückenmarksverletzung  besteht eine mangelnde Regeneration von Nervenfasern

Ansatz: Stabilisierung der Mikrotubuli (Strukturen des Zytoskeletts)

Ziel: Förderung der Regeneration von Nervenfasern


Für die mangelnde Regeneration der verletzten und durchtrennten Nervenfasern (Axone) nach  einer Rückenmarksverletzung sind mehrere Mechanismen verantwortlich. Neben der Narbenbildung und Freisetzung von wachstumshemmenden Molekülen spielt der Verlust des zelleigenen Regenerationspotentials eine große Rolle. Wichtig für die Regeneration von durchtrennten Axonen ist die Aktivierung  von wachstumsfördernden  Signalwegen in der Zelle. Auch die Ausbildung von sogenannten „Wachstumskegeln“ an den Wachstumsenden der Axone  wird durch solche Signalwege gesteuert.

Bei einer Verletzung der Axone kommt es zu einer Zerstörung von Zellstrukturen wie z.B dem Zytoskelett. Wichtige Strukturen des Zytoskeletts sind die Mikrotubuli. Mikrotubuli (von griechisch mikros "klein" und lateinisch tubulus "Röhre") sind dynamische, polar gerichtete Eiweißstrukturen.  Sie sind am Aufbau des Zytoskeletts beteiligt und übernehmen verschiedene Funktionen in der Zelle, wie  Stützfunktionen, Transport von Stoffen oder  die Ausbildung des Wachstumskegels. Nach einer Verletzung ist die Anordnung der Mikrotubuli im Axonstumpf zerstört.  Eine gerichtete Anordnung der Mikrotubuli  ist aber für die die Bildung eines Wachstumskegels  und somit für das Auswachsen des Axons als Basis für dessen Regeneration erforderlich.

Der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe von Prof. Bradke liegt auf der Erforschung der Bildung des Zytoskeletts und dessen Regulierung  während der Nervensystementwicklung.  Die Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass zelluläre Mechanismen, die für das Wachstum während der Entwicklung wichtig sind, auch für die Vorgänge nach einer Verletzung eine wichtige Rolle spielen. In einer bereits publizierten Arbeit konnte das Team von Prof. Bradke zeigen, dass Taxol, ein etabliertes Chemotherapeutikum, in geringer Dosierung eine positive Wirkung auf die Nervenfaserregeneration hat. Der Angriffspunkt von Taxol in der Zelle sind die o.g. Mikrotubuli. Die Taxol-Effekte werden  durch eine Stabilisierung der Mikrotubuli erklärt. In diesem Projekt sollen die molekularen Vorgänge und Angriffspunkte bei Auf- und Abbau der Mikrotubuli entschlüsselt werden. Das Ziel ist, über diese „Schalter“ die Regeneration von Axonen bei Rückenmarksläsionen zu fördern.