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Zellen vor Schwellung bewahren


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Akute Verletzungen von Gehirn und Rückenmark bringen ein Kernproblem mit sich: das betroffene Gewebe schwillt an und das Ausmaß der Schädigung nimmt deutlich zu. Jetzt hat ein Forscherteam einen neuen Therapieansatz entdeckt.

Wie entsteht eine Gewebsschwellung?
Verletzungen des zentralen Nervensystems beeinträchtigen die Blutversorgung im Gewebe. Eine verschlechtere Durchblutung führt zu Sauerstoffmangel und die betroffenen Zellen reagieren darauf mit einem erhöhten Salzgehalt. Dieser zieht einen vermehrten Wassereinstrom in das Zellinnere nach sich und führt somit zu einer Schwellung. Angeschwollene Zellen drücken auf das angrenzende gesunde Gewebe und können so den ursprünglichen Schaden weiter vergrößern. Diese Verschlechterung ist für den einzelnen Patienten von erheblicher Bedeutung. Beispielsweise kann dadurch bei einer inkompletten Armlähmung die Fähigkeit, den Arm anzuheben, vollständig verloren gehen.

Aktuelle Behandlungsmöglichkeiten
Derzeit sind Behandlungen auf die Auswirkung einer Schwellung beschränkt. Mit konzentrierten Infusionen, sogenannten hyperosmotischen Lösungen, kann versucht werden, den Zellen wieder Wasser zu entziehen. Chirurgische Eingriffe verschaffen Raum zur Ausdehnung für ein anschwellendes Gewebe. Dabei wird umgebender Knochen des Schädels oder der Wirbelsäule entfernt. Beide Verfahren sind nicht in jedem Falle einsetzbar, in ihrer Anwendung zeitlich stark begrenzt und mit Nebenwirkungen behaftet. Eine effektive ursächliche Therapie einer Schwellung gibt es also nicht.

Die Entdeckung
Einem internationalen Wissenschaftsteam ist es nun gelungen, einen direkten Behandlungsansatz für eine Schwellung im zentralen Nervensystem zu entwickeln. Grundlage sind hierbei spezielle Kanäle, die sogenannten Aquaporine, über die das Wasser ins Zellinnere eindringen kann und somit eine Schwellung verursacht. Sie befinden sich in der Zellwand von Nervenstützzellen. Die Wissenschaftler haben nun entdeckt, dass Aquaporine sich mit dem Medikament Trifluoperazin blockieren lassen. Diese Wirkung von Trifluoperazin, ein in der Psychiatrie schon sehr lange verwandtes Medikament, war bisher nicht bekannt. Es wird unter anderem zur Behandlung der Schizophrenie eingesetzt. Eine langfristige Anwendung kann grundsätzlich mit Nebenwirkungen behaftet sein. Bei einer Rückenmarksverletzung hingegen reicht schon eine Einmalgabe aus, wie die Forschergruppe im Experiment zur Behandlung einer Schwellung zeigen konnten. Die Wissenschaftler spritzten das Medikament in die akute Verletzung und beobachteten nach zwei Wochen eine deutliche Verbesserung von Motorik und Sensibilität.
Dieser neuartige Therapieansatz könnte nun relativ rasch und kostengünstig beim Menschen angewendet werden.  

Diese Studie wurde in der Zeitschrift Cell veröffentlicht.

Quelle: Kitchen P, Salman MM, Halsey AM , Clarke-Bland C, MacDonald JA, Ishida H, Vogel HJ, Almutiri S, Logan A, Kreida S, Al-Jubair T, Winkel Missel J, Gourdon P, Törnroth-Horsefield S, Conner MT, Ahmed Z, Conner AC, Bill RM. Targeting Aquaporin-4 Subcellular Localization to Treat Central Nervous System Edema. Cell 181,784-799, May 14, 2020.

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