John Flanagan, Department of Cell Biology, Program in Neuroscience, Harvard Medical School, Boston, USA

Überwinden der Hemmung der Axonreparatur im Rückenmark

Gefördert in: 2015, 2016, 2017, 2018


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Problem: Nach einer Querschnittslähmung wird die Axonregeneration durch Inhibitoren verhindert, die in der Narbe um die Verletzung vorhanden sind.

Angriffspunkt: Nach der Identifizierung der molekularen Mechanismen, wie diese Inhibitoren an Axone binden und ihr Wachstum verhindern, können nun therapeutische Komponenten hergestellt werden, die diese Inhibitoren blockieren.

Zielsetzung: Die Blockierung dieser inhibitorischen Effekte soll Axonwachstum ermöglichen, sowie eine Wiederherstellung verlorengegangener Funktionen.

 

Das Rückenmark spielt eine essentielle Rolle bei der Übertragung von Informationen zwischen Gehirn und Körper. Dazu gehören eingehende Informationen von den sensorischen Organen, sowie die ausgehende Kontrolle über Bewegungsabläufe. Innerhalb des Rückenmarks werden diese Informationen durch lange dünne Nervenfasern, sog. Axone, weitergegeben. Sind diese axonalen Verbindungen aufgrund einer Verletzung geschädigt, ist der Informationsfluss unterbrochen. Obwohl Axone in vielen anderen Teilen des Körpers wieder auswachsen und Funktionen aufnehmen können, ist die Rate der spontanen Wiederherstellung von verlorengegangenen Verbindungen nach einer Verletzung des Rückenmarks minimal.

Eine Hauptursache dafür, dass Axone des Rückenmarks nicht spontan regenerieren können, ist die Ausbildung einer Narbe um die Verletzungsstelle, die Moleküle beinhaltet, die das Axonwachstum aktiv hemmen. Gäbe es Wege, den Effekt dieser inhibitorischen Moleküle zu blockieren, könnten Axone wieder auswachsen. Durch Axonwachstum könnten Nervenverbindungen, die nach der Verletzung verloren gegangen sind, wieder hergestellt werden, und somit könnte eine anhaltende Funktionserholung erzielt werden.

Obwohl die Bedeutung der Narben-assoziierten Inhibitoren seit mehr als zwei Jahrzehnten bekannt ist, war lange unbekannt, wie sie die Axone beeinflussen. In den letzten Jahren wurden molekulare Mechanismen identifiziert durch die diese Inhibitoren die Axone blockieren und wachstumshemmende Signale an das Axon schicken. Jetzt, wo diese molekularen Mechanismen identifiziert sind, macht sich das Team an die Aufgabe, therapeutische Komponenten zu entwickeln, die in diesem hemmenden Mechanismus eingreifen und so für Axonwachstum sorgen können. In diesem Projekt werden bereits identifizierte Komponenten weiter in Zellkulturversuchen und in Tiermodellen der Rückenmarksverletzung getestet. Solche Substanzen könnten vielversprechenden Kandidaten für die klinische Anwendung am Menschen sein, um die verlorengegangene Funktion nach einer Rückenmarksverletzung wieder herzustellen.