Deutsche Wissenschafter klärten Ursache von Missbildung während der Embryonalentwicklung
Berlin - Forschern
des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) in Berlin ist ein wesentlicher Fortschritt im Verständnis der
Embryonalentwicklung bzw. der Ursachen von Missbildungen bei Embryos gelungen: Die Wissenschafter haben einen molekularen Mechanismus entschlüsselt, welcher der häufigsten
Gehirnfehlbildung des Menschen zugrunde liegt. Bei der sogenannten
Holoprosenzephalie (HPE) ist das Vorderhirn (Prosencephalon) nur unvollständig
ausgebildet. Verantwortlich dafür ist offenbar ein Defekt an den
Cholesterinrezeptoren.
Annabel Christ, Thomas Willnow und Annette Hammes von dem Forschungsinstitut
konnten jetzt an Mäusen zeigen, dass eine Schlüsselrolle bei der Entstehung der
Fehlbildung ein Rezeptor für Blutfett darstellt. Ist er defekt, können bestimmte
Signale nicht empfangen werden und das Vorderhirn kann sich nicht in zwei
Hirnhälften teilen.
Lebensnotwendiges Cholesterin
Cholesterin hat an sich einen schlechten Ruf, weil es bei Erwachsenen zu
Gefäßverkalkung (Arteriosklerose) führen kann und in weiterer Folge auch zu Herzinfarkt und
Schlaganfall. Für die Entwicklung eines Embryos aber ist Cholesterin
lebensnotwendig, da es die Entwicklung des zentralen Nervensystems steuert.
Fehlt es, kommt es zu schweren Entwicklungsstörungen des Vorderhirns
(Prosencephalon), dem größten Bereich des menschlichen Gehirns. Eine von 250
Schwangerschaften bricht wegen solch einer Missbildung, der Holoprosenzephalie
(HPE), ab. Eines von 16.000 Kindern kommt mit HPE zur Welt, deren mildeste Form
Gaumen-Lippenspalten sind. Schwere Formen der HPE führen zum Tod betroffener
Kinder noch in den ersten Lebenswochen.
HPE kann genetisch bedingt sein, aber auch durch Umwelteinflüsse wie
Virusinfektionen oder Alkoholmissbrauch während der Schwangerschaft ausgelöst
werden. Oft ist aber auch der Cholesterinstoffwechsel gestört. So leiden
Patienten, die aufgrund einer genetischen Störung kein körpereigenes Cholesterin
bilden können, unweigerlich an HPE.
Wie Willnow in einer Aussendung des MDC erklärte, entwickelt sich
das menschliche Gehirn aus dem Neuralrohr, einem einfachen, röhrenartigen
Zellverband im Embryo. Warum Defekte des Cholesterinstoffwechsels zu einer
Entwicklungsstörung des Neuralrohrs und zu HPE führen, ist derzeit nicht
eindeutig geklärt. Ein möglicher Hinweis ergibt sich jetzt aus den
Untersuchungen der Berliner Forscher. Sie haben einen Rezeptor namens LRP2
identifiziert, welcher im Neuralrohr gebildet wird und Cholesterin in seiner
Transportform, den sogenannten Lipoproteinen, binden kann.
Lipoprotein-Rezeptor als Schlüssel zur Vorderhirnentwicklung
Interessanterweise bindet dieser Rezeptor aber auch ein wichtiges
Signalmolekül der Vorderhirnentwicklung (sonic hedgehog, abgekürzt SHH). Wie die
Forscher jetzt zeigen konnten, ist es dieser Lipoprotein-Rezeptor, der dafür
sorgt, dass sich SHH im Neuralrohr an einer bestimmten Stelle anhäuft und die
Entwicklung der Vorderhirnstrukturen induziert. Die Forscher vermuten nun, dass
Cholesterin, direkt oder indirekt, die Aktivität dieses neuartigen Rezeptors
kontrolliert and dass Störungen des Cholesterinstoffwechsels zu einem
Funktionsverlust dieser zentralen Bindestelle für SHH-Signale führt.
Die sogenannten Hedgehog-Gene wurden von der deutschen
Medizin-Nobelpreisträgerin Christiane Nüsslein-Vollhard und dem 1995 mit
geehrten Eric F. Wieschaus entdeckt. Es handelt sich um Erbanlagen, die in der
Embryonalentwicklung wichtig sind. Bei Drosophila-Fliegen sind sie zum Beispiel
für die Segmentierung des Körpers und für die korrekte Flügelbildung
verantwortlich. Mutierte Hedgehog-Gene - der Name stammt vom Igel (Englisch),
weil Mutationen zu igelartigen Fliegenlarven führen - wurden beim Menschen mit
Krebs in Zusammenhang gebracht. Beim Menschen sind drei Hedgehog-Erbanlagen
(sonic hedgehog, indian hedgehog und desert hedgehog) bekannt. Hemmstoffe der
Hedgehog-Proteine werden seit kurzem zur Behandlung von Basalzellkarzinomen der
Haut eingesetzt. (APA, red)
