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Tanzende Moleküle


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Die Fähigkeit zur natürlichen Regeneration nach einer Rückenmarksverletzung ist sehr begrenzt. Das gilt besonders für Nervenzellen. Ein Forscherteam um Samuel Stupp (Northwestern University, USA) hat für die Akutphase eine neuartige Geltherapie entwickelt, die nun im Tierexperiment große Erfolge verzeichnen konnte: Nach Spritzen des Gels in das Rückenmark konnten schwer gelähmte Mäuse vier Wochen später wieder laufen. Die Injektion wurde 24 Stunden nach der Verletzung verabreicht, um die Verzögerung nachzuahmen, die normalerweise bei Patienten auftritt, bevor sie eine Behandlung erhalten.

Die neue Substanz
Das Gel ähnelt der Substanz, die sich auch normalerweise um Zellen herum befindet, und stellt gleichzeitig ein Gerüst dar, das Zellen beim Wachstum unterstützt. Es besteht aus Molekülketten, die an jedem Ende Signale tragen, die zwei natürlichen Peptiden ähneln. Das erste Signal regt verletzte Nervenzellen zur Regeneration an (über die Interaktion mit dem β1-Integrin Rezeptor). Das Zweite vermittelt Zellteilungs- und Überlebenssignale (über die Interaktion mit dem FGF2-Rezeptor).

Das Besondere an dieser neuen Substanz ist die erhöhte Beweglichkeit der Moleküle innerhalb dieses Biomaterials. Rezeptoren, also der Teil der Zelle, der auf Regenerationssignale reagiert, sind ständig in Bewegung. Sie treiben gleichsam auf der Zelloberfläche. Das Gel organisiert sich in einer tanzenden Struktur, das durch dauerhafte Vibration seine Chance erhöht, in Kontakt mit den sich bewegenden Rezeptoren zu kommen.

Der biologische Effekt
Das Gel trägt dazu bei, verletzte Enden von Nervenzellen wieder herzustellen und das Narbengewebe an der Verletzungsstelle zu verringern. Es regt das Wachstum von Blutgefäßen an, die so Nährstoffe für die Zellen des Rückenmarks liefern können. Weiterhin wird die Regeneration von Myelin vorangetrieben – der isolierenden Schicht um die Nervenfasern, die für das Weiterleiten von Signalen notwendig ist.
Nach einiger Zeit wird das Gel abgebaut. Dabei dienen seine Bestandteile dem umgebenden Gewebe als Nährstoffe. In dem durch die Forscher gewählten Modell einer schweren Querschnittslähmung konnte eine dramatische Verbesserung der Bewegungsfunktion erreicht werden.

Der Blick in die Zukunft
Die Forscher hoffen, möglichst bald eine klinische Studie starten zu können. Sie stehen mit der zuständigen amerikanischen Behörde FDA (United States Food and Drug Administration) in Kontakt, um die neue Therapie möglichst bald an Patienten testen zu können. Wings for Life behält die zukünftigen Entwicklungen im Auge und wünscht dem Team viel Erfolg!

Diese Studie wurde im Wissenschaftsjournal Science veröffentlicht.

Quelle: Álvarez Z, Kolberg-Edelbrock AN, Sasselli IR, Ortega JA, Qiu R, Syrgiannis Z, Mirau PA, Chen F, Chin SM, Weigand S, Kiskinis E, Stupp SI. Bioactive scaffolds with enhanced supramolecular motion promote recovery from spinal cord injury. Science. 2021 Nov 12;374(6569):848-856. doi: 10.1126/science.abh3602. Epub 2021 Nov 11. PMID: 34762454.

In unseren Basisinformationen finden Sie medizinisches Hintergrundwissen zur Querschnittslähmung. Das Wings for Life Glossar bringt Ihnen die Fachbegriffe näher.