Jessica Kwok
Jessica Kwok 
Jessica Kwok, University of Leeds, School of Biomedical Sciences, Leeds, UK

Neue Ansätze zur Modulation von CSPG Hemmung zur Funktionsverbesserung nach Querschnittslähmung

Gefördert in: 2015, 2016, 2017


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Problem: Bestandteile der glialen Narbe (CSPGs) hemmen die Axonregeneration und die Plastizität.

Angriffspunkt: Abschalten und Hemmen dieser Moleküle könnte eine angepasste Neustrukturierung des Nervensystems erleichtern (Plastizität).

Zielsetzung: Erhöhte Plastizität könnte zu verbesserter funktioneller Erholung führen.

 

Chondroitinase ABC (ChABC) ist eine erfolgreiche und oft validierte Behandlungsmöglichkeit für experimentelle Querschnittslähmung. Durch ChABC werden Zuckerbestandteile eines bestimmten Moleküls werden entfernt, die

(i) die Regeneration der Nervenfasern über die Verletzungsstelle verhindern

(ii) die Plastizität in bestimmten anatomischen Strukturen, sog. perineuronale Netze, limitieren.  Plastizität erlaubt den Umbau des Nervensystems, sodass eine Anpassung und Kompensation für die verlorengeganenen neuronalen Funktionen stattfinden kann.

Der Einsatz von ChABC ist jedoch technisch schwierig, die Methode ist invasiv und die Effekte halten nicht lange an. In diesem Projekt stellt das Team um Jessica Kwok mögliche Alternativen zum Abschalten der Inhibierenden Wirkung dieser Zuckermoleküle vor. Diese neuen Ideen sind praktikabler und über einen längeren Zeitraum wirksam, so dass der Effekt von Rehabilitationstraining stark verbessert werden kann. Das Team hat einige neue Substanzen entwickelt, die ChABC ersetzten können und dabei keine der begleitenden Nachteile aufweisen.

Diese Substanzen funktionieren über 2 Hauptmechanismen:

a)      Modifikation einer spezifischen Region innerhalb des Zuckermoleküls

b)      Veränderung der Struktur der perineuronalen Netze

Drei Substanzen stehen nun bereit, im Tiermodell einer Querschnittsverletzung ihre Sicherheit zu zeigen und ihre Wirksamkeit bei der Regeneration und Plastizität unter Beweis zu stellen. Parallel dazu führen die Forscher die Entwicklung weiterer Substanzen fort, die die Produktion dieser hemmenden Zucker unterbinden. Das Team möchte herausfinden, ob diese Kandidaten durch Regeneration und Plastizität auf einem weniger invasiven und nachhaltigeren Weg für verbesserte funktionelle Erholung nach Querschnittslähmung sorgen können.

Perineuronal Nets
Perineuronal Nets 

Perineuronale Netze (PNN, in gelb), eine zuckerhaltige Struktur, umgeben die Oberfläche eines Neurons in Zellkultur. Entfernen dieser PNNs fördert Plastizität.