Nachschub bei Alzheimer: Gehirn bildet neue Nervenzellen

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Blick in das Gehirn einer Maus: Die Vorläuferzellen sind rot und grün angefärbt. Quelle: Institut für Stammzellforschung/Helmholtz Zentrum München

01.12.2009  - 

Noch bis vor wenigen Jahren galt die Neurogenese, also der Prozess der Entstehung von Nervenzellen, im Gehirn von Erwachsenen als unmöglich. Dann entdeckten Forscher Regionen im Vorderhirn, in denen auch beim Menschen Zeit Lebens neue Nervenzellen gebildet werden. Jetzt haben Münchner Forscher am Helmholtz-Zentrum und an der Ludwig-Maximilians-Universität entdeckt, dass das Gehirn noch größere Regenerationskräfte besitzt. Sie entdeckten Vorläuferzellen im Riechkolben, die nach Verletzungen der Großhirnrinde eine bestimmte Art von Nervenzellen bilden können. Das könnte bei der Suche nach einer Behandlung von Alzheimer wichtig sein, berichten die Forscher im Fachmagazin Nature Neuroscience (1. November 2009, Bd. 12. S. 1524-1533).

Nicht umsonst gilt das menschliche Gehirn als das komplizierteste Gebilde des Universums. So besteht es nicht nur aus Milliarden von miteinander vernetzten Nervenzellen, diese Nervenzellen unterscheiden sich untereinander auch noch in ihrem Aufbau, je nachdem in welcher Region des Gehirns sie sich befinden und welche Aufgaben sie erfüllen. Von der Zerstörung, die Alzheimer verursacht, sind sie ganz unterschiedlich betroffen. Die sogenannten glutamatergen Nervenzellen werden mit einigen anderen Nervenzelltypen am stärksten in Mitleidenschaft gezogen. Sie heißen so, weil sie Glutamat als Botenstoff einsetzen. Wie eine internationale Forschergruppe herausgefunden hat, können die glutamatergen Nervenzellen sich aber offenbar wieder regenerieren. Neben Wissenschaftlern aus den USA, Großbritannien und Ungarn war an dieser Entdeckung, die große Bedeutung für die Alzheimer-Therapie haben könnte, die Arbeitsgruppe um Magdalena Götz am Helmholtz Zentrum München und Kollegen von der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München beteiligt.

Vorläuferzellen im Riechkolben bilden neue Nervenzellen

Noch bis vor wenigen Jahren galt es als unumstößlich: Abgestorbene Nervenzellen können beim Erwachsenen nicht ersetzt werden. Dann entdeckten Forscher Regionen im Vorderhirn, in denen auch beim Menschen Zeit Lebens neue Nervenzellen gebildet werden. Diese so genannten GABAergen Zellen benutzen gamma-Aminobuttersäure (GABA), einen Botenstoff des Zentralnervensystems. Jetzt haben Wissenschaftler um die Leibniz-Preisträgerin Magdalena Götz (mehr...) diese Gehirnregion im Mausmodell genauer unter die Lupe genommen. Sie fanden heraus, dass im Vorderhirn noch andere Nervenzellen regelmäßig gebildet werden: die glutamatergen Nervenzellen.

Den Nachweis konnten die Stammzellforscher mit Hilfe eines speziellen Transkriptionsfaktors erbringen. Transkriptionsfaktoren regeln, ob und wieviel mal ein Gen abgelesen wird. Dieser Schritt ist notzwendig, damit am Ende genau die gewünschte Anzahl an Eiweißen produziert wird.  Der Transkriptionsfaktor Tbr2 kommt ausschließlich in Vorläuferzellen der glutamatergen Nervenzellen vor und eignet sich deshalb gut, diese einwandfrei zu identifizieren. Die Untersuchungen ergaben, dass sich die Neurogenese im Riechkolben abspielt, dem Bereich des Gehirns, der die Geruchswahrnehmung vermittelt. Nervenzellen, die Glutamat als Überträgerstoff vermitteln, sind aber auch für die Speicherung bzw. den Abruf von Gedächtnisinhalten zuständig. Bei der Alzheimer-Demenz spielen Veränderungen bei der Signalübertragung dieser speziellen Zellen eine entscheidende Rolle.

Nachbarschaftshilfe bei Verletzungen anderer Gehirnregionen

"Die Entdeckung ist deshalb so wichtig, weil die Vorläuferzellen die von uns neu gefundenen glutamatergen Nervenzellen zum Beispiel auch nach Gehirnverletzungen für die benachbarte Großhirnrinde bilden können", sagt die Preisträgerin Magdalena Götz, die am GSF Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit in Neuherberg arbeitet. Die Forschergruppe konnte dies am Mausmodell zeigen. Dort wanderten die Zellen in das geschädigte angrenzende Großhirngewebe ein und bildeten dort reife Nervenzellen. Vorläuferzellen könnten demnach degenerierte Nervenzellen ersetzen. "Spannend ist nun die Frage ob dieser Vorgang auch im Menschen, speziell bei Alzheimerpatienten, abläuft - das Gehirn den massiven neuronalen Zelltod aber möglicherweise nicht mehr unter Kontrolle bekommt", sagt Magdalena Götz. Ein therapeutischer Ansatz bestünde dann darin, diesen körpereigenen Ersatzmechanismus versuchsweise zu stimulieren.