Krebswirkstoff unterstützt Regeneration bei Rückenmarksverletzungen

Wie das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) mitteilt, könnte der Anti-Krebswirkstoff Epothilon das Zusammenwachsen von verletzten Neuronen unterstützen und so eine verbesserte Regenerierung nach Rückenmarksverletzungen ermöglichen.

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Rückenmarksverletzungen heilen schlecht, da die dort befindlichen Nervenzellen nicht spontan regenerieren. Das Wachstum der langen Nervenfortsätze (auch: Axone) wird durch das Narbengewebe und molekulare Prozesse im Nerveninneren verhindert. Wie ein internationales Forscherteam unter der Leitung von DZNE-Wissenschaftlern in Bonn jetzt im Magazine Science zeigt, könnte Hilfe von unerwarteter Seite kommen: Der Krebswirkstoff Epothilon reduziert in Tierversuchen bei Rückenmarksverletzungen die Narbenbildung und aktiviert das Wachstum von verletzten Nervenzellen. Beides fördert die neuronale Regeneration und verbessert die motorischen Fähigkeiten der Tiere.

Dass die Nervenfortsätze im peripheren Nervensystem (PNS) sich bis zu einem gewissen Grad regenerieren können, die im zentralen Nervensystem (ZNS) aber nicht, ist der Grund dafür, dass z. B. verletzte Gliedmaßen ihre Funktion nach einer Verletzung ganz oder teilweise wiedergewinnen können, das Rückenmark aber nicht. Wird es durch äußere Einwirkungen oder Krankheiten beschädigt, bleiben meist Lähmungen oder andere Einschränkungen zurück. Die Gründe hierfür sind vielschichtig; bekannt ist, dass inhibitorische Faktoren im neu gebildeten Narbengewebe und andere zelluläre Prozesse das axonale Wachstum blockieren.

Regenerationspotential aktivieren

„Eine ideale Therapie für die Regeneration von Axonen bei Rückenmarksverletzungen sollte die Vernarbung verringern“, sagt Professor Frank Bradke, der am Bonner Standort des DZNE eine Arbeitsgruppe leitet und die Studie geführt hat. „Wichtig ist aber auch, dass wachstumshemmende Faktoren reduziert sowie das ohnehin geringe Regenerationspotential der Axone reaktiviert werden.“ Entscheidend für den klinischen Einsatz ist die einfache Verabreichung des potentiellen Wirkstoffs.

In Zusammenarbeit mit internationalen Forschern könnte Bradke und seinen Mitarbeitern nun ein weiterer Schritt hin zu einer zukünftigen Therapie gelungen sein. Bekannt war durch ihre vorhergehende Forschung, dass eine Stabilisierung der Mikrotubuli die Narbenbildung reduziert und axonales Wachstum fördert. Mikrotubuli sind lange, zylinderförmige Filamente im Inneren der Zelle, die je nach Bedarf dynamisch auf- und abgebaut werden. Sie gehören zum stützenden Skelett der Zelle, die Zellwachstum und -bewegung überhaupt erst ermöglichen.

Der Wirkstoff Epothilon kann Mikrotubuli stabilisieren und ist bereits auf dem amerikanischen Markt zugelassen – als Krebsmedikament. „Es kommt auf die Dosis an“, sagt Dr. Jörg Ruschel, Erstautor der Studie. „In hoher Dosis hemmt Epothilon das Wachstum von Krebszellen, während eine niedrige Dosis im Tiermodell (= Tierversuch) das axonale Wachstum anregt, ohne dass es dabei zu schweren Nebenwirkungen einer Krebstherapie kommt.“ Ähnlich wirkenden Krebsmitteln ist Epothilon überlegen, weil es durch die Blut-Hirn-Schranke in das Zentralnervensystem vordringen kann und somit die verletzten Axone direkt erreicht.

Mit Epothilon Narbenbildung reduzieren und Wachstum fördern.

Im Experiment zeigte sich, dass dieser Wirkstoff auf mehrfacher Ebene tätig wird. Zum einen konnte Epothilon die Narbenbildung reduzieren, indem es die Ausbildung von Mikrotubuli-Filamenten in genau den Zellen störte, die die Narbe bilden. Ohne diese Strukturen können diese Zellen nicht aus dem Bindewege in Wunden migrieren und dort zur Vernarbung beitragen. In Nervenzellen dagegen förderte Epothilon Wachstum und Regeneration durch den schnellen Aufbau von Mikrotubuli-Filamenten in den verletzten Axonen.

Kurz gesagt: Über ein- und denselben Effekt, die Stabilisierung von Mikrotubuli, konnte Epothilon  in einem Zelltyp die gerichtete Bewegung verhindern, in einem anderen aber das gezielte Wachstum anregen. Dadurch waren die mit Epothilon therapierten Tiere nach einer Rückenmarksverletzung deutlich agiler als unbehandelte Artgenossen und konnten – dank wiedergewonnener Balance und Koordination – besser laufen. Das nächste Ziel von Bradke und seinem Team ist es, den Effekt von Epothilonen bei unterschiedlichen Läsionstypen zu testen.

Mögliche Therapie

Wie für alle Forschungsergebnisse in Tierversuchen gilt auch hier zu bedenken, dass eine Übertragbarkeit auf den Menschen keinesfalls sicher ist. Was bei Ratten, deren inkomplette Lähmungen unter Laborbedingungen zugefügt wurden, funktioniert, muss nicht notwendigerweise auch beim Menschen funktionieren. Siehe: Menschen und Mäuse: Nicht nur optisch Unterschiede. Der mögliche Einsatz von Epothilon zur Behandlung von Querschnittlähmung ist derzeit lediglich hoffnungsvolle Zukunftsmusik. Bradke sagt: „Bis Patienten von diesem Forschungsansatz profitieren, dürften jedoch noch Jahre vergehen. Nach und nach verstehen wir immer besser, welche Mechanismen für die Regeneration der Nervenzellen entscheidend sind. Eine ideale Behandlungvon Rückenmarksverletzung sollte die Mikrotubuli zum Wachstum anregen und die Vernarbung verringern. Unser Bild von diesen Vorgängen ist aber noch lange nicht vollständig. Deshalb sind klinische Test oder gar eine Therapie noch nicht in greifbarer Reichweite. Bis dahin wird es sicher noch ein weiter Weg.“

 

Ein vergleichbarer Ansatz wird im Beitrag Protein steigert Regeneration von Rückenmarksnerven beschrieben.