Struktur02

  • strict warning: Only variables should be passed by reference in /info/wwv/data/uni/kar/sites/all/modules/inline/inline_upload.module on line 325.
  • strict warning: Only variables should be passed by reference in /info/wwv/data/uni/kar/sites/all/modules/inline/inline_upload.module on line 325.
  • strict warning: Only variables should be passed by reference in /info/wwv/data/uni/kar/sites/all/modules/inline/inline_upload.module on line 325.
  • warning: Creating default object from empty value in /info/wwv/data/uni/kar/includes/common.inc(1695) : eval()'d code on line 25.

Entzündungsreaktionen steuern die Qualität der Neuro-Regeneration

Prof. Dr. Hermann J. Schlüsener (Foto: privat)

Prof. Dr. Hermann J. Schlüsener (Foto: privat)

Regenerative Therapien im Zentralen Nervensystem (ZNS) sind eine besondere Herausforderung, weil neben einer traumatischen Primärverletzung Sekundärschäden entstehen, die mitbehandelt werden müssen.

Schädigungen im Zentralen Nervensystem, also in Gehirn und/oder Rückenmark haben häufig gravierende Folgen. Ein Beispiel sind traumatische Hirnverletzungen, wie sie etwa durch Sturz und Aufprall des Kopfes entstehen können. "Was den primären Schaden angeht, kann durch pharmakologische Behandlung wenig erreicht werden", sagt Prof. Dr. Hermann Schlüsener vom Institut für Hirnforschung der Uni Tübingen, "aber nach einem Trauma entwickeln sich oft innerhalb von wenigen Tagen schwere Sekundärschäden." Schlüsener nennt Ödeme als Beispiel. "Die Schwellung kann zu einem gewaltigen Druck im Gehirn führen. Außerdem kommt es zu Apoptose, dem programmierten Zelltod, von Neuronen und zu großräumiger Gewebedegeneration", so der Wissenschaftler.

Auch bei Rückenmarksverletzungen sind Sekundärschäden ein Problem. So bildet sich Narbengewebe, das ein Wachstum von Neuronen behindert. Außerdem können in der gesamten Umgebung der Verletzung Ödeme und massive Entzündungsreaktionen auftreten. Diese Phänomene stören sowohl die natürliche Neuroregeneration, die bis zu einem gewissen Ausmaß durchaus stattfindet, als auch eine therapeutisch initiierte Regeneration. Schlüsener erforscht mit seiner Gruppe, wie solchen Komplikationen begegnet werden kann. Ein Schwerpunkt seiner Arbeit ist die Modulation von Entzündungsreaktionen.

Selektive Adressierung von Wirkstoffen und Zellen des Immunsystems

Schlüsener nennt zwei Möglichkeiten, um den Entzündungsprozess pharmakologisch anzugehen. Im Rahmen eines BioProfile-Projektes der BioRegio STERN will er gemeinsam mit der Tübinger Synovo GmbH einen entzündungshemmenden Wirkstoff so einschleusen, dass er ausschließlich an den betroffenen Blutgefäßen seine Wirkung entfaltet. Solch eine selektive Adressierung ist pharmakologisch äußerst anspruchsvoll. Schlüsener und seine Partner entwickeln DNA-Aptamere (Einzelstrang-Oligonukleotide), die quasi als Hilfskräfte an den Wirkstoff gekoppelt werden und dem Konstrukt die Selektivität verleihen. Die Aptamere aus Schlüseners Labor nehmen eine dreidimensionale Raumstruktur ein und damit eine komplexe Gestalt ähnlich den Proteinen.

"In vitro funktioniert die Adressierung mithilfe der Aptamere bereits, als nächstes untersuchen wir die Pharmakodynamik im Tiermodell", erklärt Schlüsener. Analysiert werden verschiedene Parameter wie Größe und Stabilität der Komplexe, um die optimale Verbindung zu gestalten. Aptamere bieten der Pharma-Industrie den großen Vorteil, das sie durch automatisierte Prozesse präzise reproduziert werden können. Das macht sie für therapeutische Ansätze - auch in der Regenerationsmedizin - so interessant.

In einem zweiten BioProfile-Projekt kooperiert Schlüseners Arbeitsgruppe ebenfalls mit der Synovo GmbH. Die Projektpartner suchen einen Weg, um Zellen des Immunsystems, die Makrophageni, gezielt zu steuern. "Wir untersuchen, ob wir bestimmte Makrophagen im Sinne der Regeneration und der Bekämpfung von Entzündungsreaktionen lenken können", fasst Schlüsener das Projektziel zusammen.

Auch Nebenerscheinungen bei Schädigung und Therapie erforschen

Parallel zu diesen Arbeiten untersucht Schlüsener Schmerzzustände im Rückenmark, die mit Läsionen ebenso wie mit Regenerationsprozessen einhergehen können. "Es ist nicht damit getan, im Zuge einer regenerativen Therapie ein Nervenwachstum anzuregen, indem man Wachstumsinhibitoren ausschaltet und Wachstumsfaktoren induziert. Die Regeneration ist häufig mit Schmerzen verbunden, die ebenfalls behandelt werden müssen", erklärt Schlüsener. Auch in diesem Bereich lotet er Optionen zur pharmakologischen Behandlung aus.

Vereinfachte Darstellung einer chronischen Rückenmarksläsion mit Sekundärschaden und möglichen Interventionsstrategien zur Verbesserung der neurologischen Restfunktion (Abb: UKT/Institut für Hirnforschung)

Vereinfachte Darstellung einer chronischen Rückenmarksläsion mit Sekundärschaden und möglichen Interventionsstrategien zur Verbesserung der neurologischen Restfunktion (Abb: UKT/Institut für Hirnforschung)

Ein weiterer Ansatz dreht sich um Stammzellen, die zumindest therapieunterstützend eingesetzt werden könnten. Sie könnten abgestorbene Neurone ersetzen und neue Nervenfasern aussprossen. "Im Rückenmark gibt es ortsansässige, teilungsfähige Zellen mit Stammzellcharakter. Wir untersuchen, wie wir mit diversen Substanzen so auf diese Zellen einwirken können, dass wir sie im Stadium der Proliferationi halten können", sagt Schlüsener. Die Test-Substanzen liefert auch für diese Arbeiten die Firma Synovo, während Schlüseners Gruppe den Part der Zellforschung übernommen hat. Sie untersucht die Mechanismen der Proliferation sowie die Möglichkeiten zu ihrer Steuerung.

Wertvolle Unterstützung durch chinesische Partner

Die Bandbreite der Projekte lässt bereits ahnen, dass ein immenser experimenteller Aufwand nötig ist, um alle Ansätze mit gleich hohem Engagement verfolgen zu können. Da Schlüsener in Tübingen nicht die finanziellen und personellen Mittel dafür aufbieten kann, kooperiert er mit chinesischen Universitäten und nutzt deren Kapazitäten. "Die experimentelle Schiene haben wir zum größten Teil nach Shanghai und Wuhan ausgelagert, so verstehe ich Globalisierung", sagt Schlüsener.

Immunohistochemische Färbung (braun) von P2X4 Rezeptoren (P2X4R, einem ATP-Sensor) im Rattengehirn zur Darstellung aktivierter Monozyten, die in den Traumaherd einwandern (48 Stunden nach Trauma): (A) Das Gebiet des Sekundärschadens umfasst den Bereich der primärer Verwundung und es finden sich zahlreiche aktivierte Mikroglia/Makrophagen, die P2X4R exprimieren. (B) Im Gebiet von Nekrosen sieht man kaum richtige Geweben-Struktur mehr. (C) Im entfernten Gebiet bleibt das Gewebe relativ unverändert. (Abb: UKT/Institut für Hirnforschung)

Er hat gemeinsame Studienprogramme und Projekte ins Leben gerufen, mit deren Hilfe er die Teams vor Ort aus- und weiterbildet. Das ist sein Ansatz zur Qualitätssicherung. "Für einen Bruchteil der Kosten erhalten wir dort qualitativ hochwertige Arbeit nach internationalem Standard", so Schlüsener.

leh - 03.03.2007
© BIOPRO Baden-Württemberg GmbH, Erstveröffentlichung unter www.bio-pro.de<, dem Biotech/Life Sciences Portal des Landes Baden-Württemberg. Alle Rechte vorbehalten.

Weitere Informationen:

Universitätsklinikum Tübingen
Institut für Hirnforschung

Prof. Dr. Hermann J. Schlüsener
Calwerstraße 3
72076 Tübingen

Telefon: 07071 29-84881
Fax: 07071 29-5456
schluesener [at] uni-tuebingen [dot] de