Simone Di Giovanni, Imperial College London, London, Großbritannien

Enriched conditioning führt zu Anstieg des Regenerationspotentials

Gefördert in: 2020, 2021, 2022


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Problem: Das Ausmaß des Wiederauswachsen von Nervenfasern und der funktionellen Erholung ist stark begrenzt, auch nach einer proregenativ wirkenden konditionierenden Läsion
Ansatzpunkt: Verletzungsfreies Konditionierungs-Paradigma, das auf einer angereicherten Umgebung basiert
Zielsetzung: Entwicklung von genetischen und pharmakologischen therapeutischen Ansätzen, die auf den Signalwegen beruhen, die im o.g. Paradigma verändert sind

Langfristige Behinderung und das Fehlen einer funktionellen Erholung nach einer Querschnittsverletzung sind der fehlgeschlagenen Wiederverknüpfung von verletzten und verschont gebliebenen Nervenschaltkreisen geschuldet. Das Problem sind eine erfolglose Regeneration von Nervenfasern und eine begrenzte Plastizität. Derzeit ist das beste und weithin anerkannteste Modell, an dem studiert werden kann, wie man teilweise die erfolglose Regeneration überwindet und die Regeneration von sensiblen Axonen über die Verletzungsstelle hinweg vorantreibt, eine Verletzung des Ischiasnervs vor einer Verletzung des Rückenmarks (conditioning lesion). Trotzdem bleibt das Ausmaß des Wiederauswachsen von Nervenfasern und der funktionellen Erholung stark begrenzt.
In einer kürzlich durchgeführten Studie haben die Forscher ein Paradigma entdeckt, dass es ohne eine Verletzung des Ischiasnervs erlaubt, die Erholungsprozesse zu verbessern. Dies basiert auf der Haltung von Mäusen in einer „angereicherten Umgebung“ (enriched environment, EE) 10 Tage vor einer Querschnittslähmung. Dabei werden eine größere Anzahl von Tieren als normalerweise gemeinsam in größeren Käfigen gehalten, die viele Spielmöglichkeiten, Laufräder, Tunnel etc. aufweisen, um so ihrem Bewegungsdrang gerecht zu werden. Das Team hat herausgefunden, dass EE zu einem langanhaltenden Anstieg des Regenerationspotentials führt, ähnlich wie dem Läsionsmodell (conditioning lesion).
Darüber hinaus konnten sie zeigen, dass eine Kombination der konditionierenden Verletzung des Ischiasnervs (sciatic nerve axotomy, SNA) mit der Haltung in angereichter Umgebung (EE) für 10 Tage vor der SNA, ein höherer Regenerationseffekt erreicht werden kann als mit EE oder SNA allein. Dieses Paradigma nennen die Forscher analog „angereicherte Konditionierung“ (enriched conditioning). Dies führte zu einer besseren Regeneration der sensorischen Fasern und zu einer Funktionsverbesserung. Die Forscher vermuten daher, dass EE und SNA über komplementäre molekulare Mechanismen zusammen wirken.
Die Hypothese des vorliegenden Projekts ist nun, dass die molekulare Analyse der „angereicherten Konditionierung“ zugrundeliegenden Mechanismen eine Gelegenheit bietet, neue regenerative Signalwege zu identifizieren, die von Nutzen für eine pharmakologische oder genetische Therapie von Querschnittslähmung sein könnte.