Wie Zebrafische Querschnittlähmungen heilen

Für Zebrafische ist eine Rückenmarksverletzung keine große Sache. Innerhalb weniger Wochen nach Eintritt der Verletzung, erlangen sie ihre volle Beweglichkeit zurück. Schottische Forscher gehen dem Warum auf den Grund.

Forscher des Euan MacDonald Centre und der Universität Edinburgh in Schottland haben neue Erkenntnisse zur Regenerationsfähigkeit von Zebrafischen gewonnen. Anders als Menschen und Säugetiere, für die eine Verletzung am Rückenmark irreparable Schäden hervorruft, haben Zebrafische die bemerkenswerte Fähigkeit innerhalb von vier Wochen nach Eintritt einer Querschnittlähmung wieder eine volle Mobilität zu entwickeln. Offenbar sind die Fische dazu in der Lage verletzte Nervenverbindungen und Nervenzellen im Rückenmark zu erneuern.

In einer neuen Studie fanden Wissenschaftler heraus, dass nach Eintritt der Verletzung bestimmte Zellen, Fibroblasten, an die Läsionsstelle wandern. Diese Fibroblasten produzieren das Molekül Kollagen 12, welches die Struktur der Stützzellen verändert, die die Nervenfasern umgeben. Dadurch sind die beschädigten Fasern in der Lage um die Läsionsstelle zu wachsen und die verlorenen Verbindungen wiederherzustellen.

Vom Fisch zum Mensch

Nervenfasern (Pfeile) im verletzten Rückenmark (grün) wachsen in kollagen-XII-haltiges Gewebe (rot) bei erwachsenen Zebrafischen.

Ein besseres Verstehen dieser Zusammenhänge könnte, so hoffen die Forscher, Hinweise auf Behandlungsmöglichkeiten bei Querschnittlähmung oder degenerativen Erkrankungen liefern und helfen die wichtigen Verbindungen zwischen Gehirn und Muskeln wiederherzustellen.

“Bei Menschen und anderen Säugetieren werden Nervenzellen daran gehindert Verbindungen über die Läsionsstelle hinaus herzustellen. Wir haben nun das Signal identifiziert, dass diese Sperre bei Zebrafischen aufhebt, und es so ermöglicht, das Nervenverbindungen, die bei Rückenmarksverletzungen durchtrennt wurden, wiederverbunden werden können“, sagt Projektleiterin Prof. Catherina Becker, Direktorin des Centre for Neuroregeneration an der Universität Edinburgh, und fügt hinzu: “Als nächsten Schritt planen wir zu prüfen, ob ein Auslösen dieser Signale bei anderen Tieren dazu führen kann, dass auch sie durch Rückenmarksverletzungen geschädigte Nervenverbindungen reparieren können.”

Weitere Informationen

Die Wissenschaftler veröffentlichten die Ergebnisse ihrer Studie im Fachmagazin Nature Communication. Für ein Abstrakt (in englischer Sprache) siehe: What signaling controls pro-regenerative Collagen XII in functional spinal cord regeneration in zebrafish

Mit Zebrafischen beschäftigt sich Becker und ihr Team 2016 als dem Forschungsthema eine Summe von 1,1 Millionen Britischen Pfund (ca. 1,2 Millionen Euro) zugesprochen wurde. Wissenschaftler aus ganz Europa entwickeln seither an einer spezielle Mikroskoptechnologie, mit der der Mechanismus der Zellreparatur erforscht wird. Sie hoffen innerhalb der für die Studie vorgesehenen drei Jahre herauszufinden, wie im Rückenmark der Zebrafische neue Neuronen gebildet und die umgebende Myelinschicht geschlossen wird. Langfristig streben sie die Entwicklung potentieller Therapiemöglichkeiten an, die für klinische Studien am Menschen mit neurodegenerativen Erkrankungen geeignet sind.

Die Studie wird finanziert mit Mitteln des britischen Biotechnology and Biological Science Research Council. Weitere Unterstützung erfährt das Projekt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) mit Sitz in Bonn.

Im Juli 2020 gibt es noch keine neuen Erkenntnisse zu diesem Thema.