Neubildung von Neuronen aus Stammzellnische nach Schlaganfall gestört
Wissenschaftler*innen der Universität Freiburg haben untersucht, was unmittelbar nach einem Schlaganfall in der Stammzellnische, der sogenannten subventrikulären Zone, von Mäusen passiert. Dabei fanden sie einen Mechanismus, der dazu führt, dass nach Schlaganfällen nur wenige neue Nervenzellen aus der Stammzellnische überleben. Dadurch ist die neurogene Reaktion der subventrikulären Zone zur Reparatur des Gehirns sehr begrenzt. Dieses grundlegende Verständnis der zellulären Abläufe im Gehirn könnte zukünftig dabei helfen, körpereigene Reparaturen abgestorbener Nervenzellen zu fördern und damit die Folgen von Schlaganfällen zu lindern.
Veröffentlicht: 24.10.2024
Im gesunden Gehirn entstehen in der Stammzellnische von Nagetieren, der sogenannten subventrikulären Zone (SVZ), laufend neue Nervenzellen. Diese könnten helfen, ein Gehirn zu reparieren, das durch Erkrankungen des zentralen Nervensystems geschädigt ist. Nachdem ein Gehirn verletzt wurde, reagiert die SVZ indem sie neugeborene Neurone bildet, die in Richtung des Läsionsbereichs migrieren und dort für Zellersatz sorgen könnten. Doch nach einem Schlaganfall funktioniert die körpereigene Reparatur, die neurogene Reaktion aus der SVZ, nur sehr begrenzt. Wissenschaftler*innen um Prof. Dr. Christian Schachtrup, Professor am Institut für Anatomie und Zellbiologie an der Universität Freiburg, und seine ehemalige Doktorandin Dr. Suvra Nath, haben untersucht, welche Mechanismen dieser begrenzten Reaktion zur Reparatur des Gehirns zugrunde liegen.
Neuron
Neuron/-/neuron
Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.
Neuron
Neuron/-/neuron
Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.
Schlaganfall
Schlaganfall/Apoplexia cerebri/stroke
Bei einem Schlaganfall werden das Gehirn oder Teile davon zeitweilig nicht mehr richtig mit Blut versorgt. Dadurch kommt es zu einer Unterversorgung mit Sauerstoff und dem Energieträger Glukose. Häufigster Auslöser des Schlafanfalls ist eine Verengung der Arterien. Zu den häufigsten Symptomen zählen plötzliche Sehstörungen, Schwindel sowie Lähmungserscheinungen. Als Langzeitfolgen können verschiedene Arten von Gefühls– und Bewegungsstörungen auftreten. In Deutschland ging 2006 jeder dritte Todesfall auf einen Schlaganfall zurück.
Schlaganfall beeinflusst Interaktion von Mikroglia und Neuronen negativ
Die Vaskulatur, also das System der Blutgefäße der SVZ, wird bei einem Schlaganfall durchlässiger. So gelangt unter anderem das Protein Fibrinogen in die Stammzellnische, das wiederum die lokalen Mikrogliazellen beeinflusst. Diese Immunzellen des Zentralen Nervensystems werden durch die Veränderungen in der Stammzellnische sofort aktiviert, woraufhin der Zellzyklus der neuralen Stammzellen zum Erliegen kommt und neugeborene Neurone absterben. „Die SVZ Stammzellnische ist ein fragiles System. Mikroglia, die Abwehrzellen des Gehirns, sind ein integraler Bestandteil der charakteristischen SVZ-Mikroumgebung und steuern das Verhalten der neuralen Stammzellen. Diese Interaktionen in der Stammzellnische sind nach einem Schlaganfall gestört“, erklärt Schachtrup.
Dass die Interaktion zwischen aktivierten Mikroglia und neuralen Stammzellen in der SVZ die neurogene Reparatur negativ beeinflusst, legt auch die Gegenprobe nahe: ein Wiederherstellen der ursprünglichen SVZ- Mikroumgebung erhöht die von dort ausgehende neurogene Reparatur wieder. Genauso überleben mehr neugeborene Neurone in der SVZ, wenn die aktivierten Mikrogliazellen dort reduziert werden.
Schlaganfall
Schlaganfall/Apoplexia cerebri/stroke
Bei einem Schlaganfall werden das Gehirn oder Teile davon zeitweilig nicht mehr richtig mit Blut versorgt. Dadurch kommt es zu einer Unterversorgung mit Sauerstoff und dem Energieträger Glukose. Häufigster Auslöser des Schlafanfalls ist eine Verengung der Arterien. Zu den häufigsten Symptomen zählen plötzliche Sehstörungen, Schwindel sowie Lähmungserscheinungen. Als Langzeitfolgen können verschiedene Arten von Gefühls– und Bewegungsstörungen auftreten. In Deutschland ging 2006 jeder dritte Todesfall auf einen Schlaganfall zurück.
Neuron
Neuron/-/neuron
Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.
Mikroglia
Mikroglia/-/microglia
Der kleinste Typ der Gliazellen ist Teil des zellulären Immunsystems und unter anderem zuständig für die Entfernung abgestorbener Neurone. Mikroglia können sich amöbenartig fortbewegen.
Originalpublikation
Nath et al., Interaction between subventricular zone microglia and neural stem cells impacts the neurogenic response in a mouse model of cortical ischemic stroke. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-024-53217-1
