Wir stellen uns das erwachsene Gehirn oft wie ein fertiges Puzzle vor - wenn alle Teile an ihrem Platz sind, war’s das. Wenn ein paar Teile fehlen, wie es bei neurodegenerativen Krankheiten wie der Huntington-Krankheit (HK) der Fall ist, können wir nicht viel machen, außer zu versuchen, den Verlust zu verlangsamen. Neue Forschungsergebnisse stellen diese Vorstellung jedoch in Frage. Eine neue Studie hat gezeigt, dass es möglich sein könnte, neue Gehirnzellen im erwachsenen Gehirn zu züchten - und zwar nicht nur irgendwelche Zellen, sondern genau die Teile, die bei der Huntington-Krankheit verloren gehen. Und was noch erstaunlicher ist? Diese neuen Zellen können sich mit den bestehenden Netzwerken des Gehirns verbinden, so als ob sie ihren Platz im Puzzle finden und genau an der richtigen Stelle einrasten. Diese Entdeckung öffnet die Tür zu einem kühnen neuen Ziel: nicht nur den Verlust zu verlangsamen, sondern das Puzzle selbst wieder aufzubauen.

Was geht bei der Huntington-Krankheit verloren?

Um zu verstehen, warum diese Studie wichtig ist, sollten wir mit den Teilen beginnen, die bei der Huntington-Krankheit verloren gehen. Die Krankheit führt zu einer fortschreitenden Schädigung eines Bereichs des Gehirns, des so genannten Striatums. Das Striatum sitzt fast genau in der Mitte des Kopfes und hilft bei der Steuerung von Bewegung, Emotionen und Entscheidungsfindung. Die spezifischen Puzzlestücke, die hier verloren gegangen sind, werden Mittlere Stachelneuronen (englisch: Medium Spiny Neurons, kurz MSN) genannt.

MSNs sind wichtige Verbindungsglieder im motorischen Schaltkreis des Gehirns. Sie helfen bei der Organisation und Weiterleitung von Anweisungen für reibungslose, koordinierte Bewegungen. Wenn die Huntington-Krankheit fortschreitet, sterben diese Zellen ab, wodurch wichtige Teile des Puzzles unterbrochen werden. Das Ergebnis: ruckartige Bewegungen, Schwierigkeiten, klar zu denken, und emotionale Veränderungen.

Lange Zeit glaubten die Wissenschaftler, dass MSN, wenn sie einmal verloren sind, für immer verschwunden sind. Aber was ist, wenn das Gehirn noch weitere Teile in der Schachtel hat, die nur darauf warten, dass die richtigen Signale wachsen und an ihren Platz passen?

Neue Teile bilden

Genau das wollte diese neue Studie aus dem Labor von Dr. Steve Goldman an der Universität von Rochester herausfinden. Die Forscher versuchten etwas Kühnes: Sie regten das erwachsene Mäusegehirn an, neue Neuronen zu bilden. Und zwar nicht irgendwelche Neuronen, sondern die richtigen - solche, die in die MSN-förmigen Löcher im HK-Puzzle passen.

Sie verwendeten zwei spezielle Proteine, um die richtige Umgebung zu schaffen. Das eine, BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor), wirkt wie Dünger für die Neuronen und hilft ihnen zu wachsen und zu überleben. Das andere, Noggin, leitet die Stammzellen dazu an, sich zu Neuronen und nicht zu anderen Zelltypen zu entwickeln.

Stellen Sie sich BDNF und Noggin wie Puzzlesteine vor: Der eine fördert die Fähigkeit des Gehirns, neue Teile zu bilden, und der andere sorgt dafür, dass diese Teile richtig geformt sind. Als diese beiden Substanzen in die Gehirne erwachsener Mäuse verabreicht wurden, geschah etwas Bemerkenswertes: Das Gehirn begann, neue Neuronen zu bilden, die wie MSN aussahen und sich auch so verhielten.

Beleuchtung der neuen Teile

Um diese neuen Zellen aufzuspüren, wendeten die Forscher einen cleveren genetischen Trick an, der neugeborene Neuronen unter dem Mikroskop zum Leuchten brachte. So konnten sie genau sehen, wo sich neue Teile bildeten - und ob sie den Formen der durch die Huntington-Krankheit verlorenen Teile entsprachen.

„Eine neue Studie hat gezeigt, dass es möglich sein könnte, neue Gehirnzellen im erwachsenen Gehirn zu züchten - und zwar nicht nur irgendwelche Zellen, sondern genau die Teile, die durch die Huntington-Krankheit verloren gingen. “

Bei Mäusen, die BDNF und Noggin erhielten, füllten sich leuchtende neue Zellen im Striatum. Viele von ihnen wiesen die molekularen Marker auf, von denen die Wissenschaftler wissen, dass sie spezifisch für MSNs sind. Noch ermutigender ist, dass sie dieselben Arten von Rezeptoren produzierten, die MSNs zur Kommunikation nutzen und die für die Einbindung in die Schaltkreise des Gehirns wichtig sind. Es handelte sich nicht um ein zufälliges Wachstum. Es waren Puzzleteile, die tatsächlich so aussahen, als gehörten sie zusammen.

Die Enden verknüpfen

Aber Puzzleteile allein sind nicht genug. Damit ein Puzzle einen Sinn ergibt, sind die Verbindungen zwischen den Teilen genauso wichtig wie die Teile selbst. Beim Gehirn ist das nicht anders. Die nächste große Frage lautete also: Sind diese neuen MSN tatsächlich mit den richtigen Teilen des Gehirns verbunden?

Mit einer sicheren, spezialisierten Version des Tollwutvirus (ja, wirklich) verfolgten die Wissenschaftler die eingehenden Verbindungen zu den neuen Neuronen. Sie stellten fest, dass diese neugeborenen Zellen Signale aus allen richtigen Hirnregionen empfingen - dem motorischen Kortex, dem Thalamus und anderen.

Dann drehten sie die Richtung um und untersuchten, wohin die neuen Neuronen Signale sendeten. Es stellte sich heraus, dass sie sich mit dem Globus pallidus verbanden, einer Hirnregion, die zur Steuerung von Bewegungen auf MSN-Signale angewiesen ist. Das Puzzle bekam nicht nur neue Teile, es begann sich auch wieder zusammenzufügen.

Funktional, nicht nur dekorativ

Für das Gehirn hilft auch ein Puzzle mit den richtigen Formen nichts, wenn die Teile einfach nur da liegen. Um wirklich von Bedeutung zu sein, mussten diese neuen Neuronen aktiv sein und richtig feuern. Daher setzten die Wissenschaftler Hightech-Instrumente wie Optogenetik und elektrische Aufzeichnungen ein, um zu sehen, ob die neuen MSN tatsächlich Signale senden und reagieren.

Die Antwort? Ja. Es handelte sich nicht um passive Zuschauer, sondern um lebende, funktionierende Teile des Gehirns. Sie konnten elektrische Signale empfangen und senden. Sie verhielten sich wie reife MSNs. Mit anderen Worten: Sie funktionierten.

Dies ist von entscheidender Bedeutung. Es bedeutet, dass die neuen Teile nicht nur richtig aussahen und passten - sie halfen, das Bild zu vervollständigen.

Die Nadel bei den Symptomen in Bewegung setzen

Der letzte und wichtigste Test: Konnten diese neuen Neuronen einen Unterschied in der Art und Weise machen, wie sich die Mäuse bewegten?

Die Forscher setzten eine Technik namens Chemogenetik ein, um die neugeborenen MSN selektiv zu aktivieren. Dadurch wurden die Mäuse mit dem Modell der Huntington-Krankheit, die sich normalerweise nur wenig bewegen, aktiver. Das Einschalten dieser Zellen verbesserte die Bewegung.

Das ist eine große Sache. Es ist, als ob man ein paar wichtige Teile eines Puzzles wieder zusammensetzt und plötzlich sieht, wie das Bild wieder Gestalt annimmt. Der Effekt war nicht nur kosmetisch, sondern bewirkte einen echten Unterschied im Verhalten.

Zur Erinnerung

„Die Vorstellung, dass das erwachsene Gehirn neue, funktionsfähige MSN wachsen lassen kann - und sie in Schaltkreise integrieren kann, die von Bedeutung sind -, ist ein epochaler Wandel. “

Während diese Arbeit für die Huntington-Familien unglaublich aufregend ist, darf man nicht vergessen, dass diese neuen Zellen die gleiche genetische Zusammensetzung haben wie die übrigen Zellen im Gehirn. Für jemanden, der das Gen der Huntington-Krankheit hat, bedeutet das, dass die neuen Zellen ebenfalls das Gen für die Huntington-Krankheit tragen. Das bedeutet, dass sie wahrscheinlich irgendwann auch die Anzeichen und Symptome der Krankheit zeigen werden.

Die gute Nachricht ist, dass die neu gebildeten MSN entwicklungsmäßig „jünger“ sind als die MSN, die ursprünglich während der Gehirnentwicklung gebildet wurden. Da sich die Huntington-Krankheit verzögert auswirkt, könnten wir davon ausgehen, dass dies auch für die neuen MSN gilt. Beim Menschen könnte dieses verzögerte Einsetzen der Krankheit die Zeit bieten, die die Gesundheitsspanne verbessert und die Lebensspanne verlängert.

Die weniger gute Nachricht ist, dass dies bedeutet, dass diese Art von Ansatz sehr wahrscheinlich mehrere Behandlungsrunden erfordern würde, um den fortgesetzten Verlust der neuen Gehirnzellen auszugleichen. Aber aus heutiger Sicht wäre das ein willkommenes Problem!

Eine weitere positive Nachricht ist, dass diese Studien an erwachsenen Mäusen unter Verwendung eines ziemlich schweren HK-Mausmodells durchgeführt wurden. Dies zeigt, dass selbst in fortgeschrittenen Fällen die richtige Zellpopulation noch vorhanden ist und auf die Behandlung mit BDNF und Noggin ansprechen kann. Mäuse sind zwar kein Eins-zu-Eins-Vergleich für Menschen, aber das ist eine großartige Nachricht!

Was das für HK-Familien bedeutet

Diese Studie bietet keine Behandlungsmöglichkeit - noch nicht. Aber sie zeigt, was möglich sein könnte. Seit Jahrzehnten arbeiten Wissenschaftler daran, den Verlust von Gehirnzellen bei der Huntington-Krankheit zu verlangsamen oder zu stoppen. Jetzt stellen sie die Frage: Was wäre, wenn wir sie ersetzen könnten?

Die Vorstellung, dass das erwachsene Gehirn neue, funktionsfähige MSN wachsen lassen kann - und sie in Schaltkreise integrieren kann, die von Bedeutung sind -, ist ein epochaler Wandel. Sie gibt den Forschern eine neue Strategie an die Hand. Und für Menschen und Familien, die von der Huntington-Krankheit betroffen sind, bietet sie noch etwas anderes: Hoffnung.

Das Puzzle ist noch nicht fertig. Es fehlen noch Teile. Aber jetzt haben wir vielleicht einen Weg gefunden, neue Teile herzustellen - und sie an ihren Platz zu setzen. Wie immer werden wir diese Geschichte bei HDBuzz aufmerksam verfolgen und Sie auf dem Laufenden halten, sobald sich das Bild klarer abzeichnet.

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