Multiple Sklerose: Gefährliche Risse, die Kalzium einlassen

    28. Jänner 2019, 06:00
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    Der Zustand von MS-Patienten hängt maßgeblich von der Degeneration der langen Nervenzellfortsätze ab. Ausschlaggebend sind möglicherweise winzige Risse in der Zellmembran, durch die schädliches Kalzium einströmen kann

    München – Multiple Sklerose (MS) ist eine der häufigsten entzündlichen Erkrankungen des Zentralen Nervensystems. Das Ausmaß bleibender Behinderungen hängt möglicherweise entscheidend davon ab, wie viele der langen Nervenzellfortsätze, der sogenannten Axone, zerstört werden. Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität München (LUM) und der Technischen Universität München (TUM) haben nun im Tiermodell einen Mechanismus identifiziert, der zum Absterben der Axone führen kann.

    Demnach ist ein Zustrom von Kalzium durch winzige Risse in der Zellmembran für die bleibenden Schäden verantwortlich, wie die Wissenschafter im Fachmagazin "Neuron" berichten. Bereits in früheren Studien beobachteten die Forscher, dass Axone in der Nähe von entzündlichen Läsionen häufig anschwellen und anschließend absterben können.

    "Einige Axone erholen sich aber spontan und schwellen wieder ab", sagt Studienleiter Martin Kerschensteiner. "Der Prozess ist also grundsätzlich reversibel und könnte daher möglicherweise therapeutisch beeinflusst werden, wenn wir die Mechanismen besser verstehen."

    Auf das Kalzium kommt es an

    Die Forscher konnten nun im MS-Tiermodell beobachten, dass das Schicksal der Axone mit ihrem Kalziumgehalt zusammenhängt: Axone mit einem erhöhten Kalziumspiegel haben ein hohes Risiko, anzuschwellen und geringe Chancen, sich von dem geschwollenen Zustand wieder zu erholen. "Dabei beginnen die Veränderungen schon relativ früh", sagt Co-Autor Thomas Misgeld.

    So zeigten etwa zehn Prozent der noch nicht angeschwollenen Axone bereits einen erhöhten Kalziumspiegel. Bei den geschwollenen Axonen hat etwa die Hälfte hohe Kalziumgehalte und entsprechend ein sehr hohes Risiko, abzusterben. Das überschüssige Kalzium stammt aus dem extrazellulären Raum und dringt durch winzige Risse in der Zellmembran in das Axon ein, wie die Wissenschafter mithilfe eines an ein Makrokmolekül gekoppelten Fluoreszenzfarbstoffs nachweisen konnten.

    Möglicher therapeutischer Ansatz

    Der Farbstoff ist normalerweise zu groß, um in ein intaktes Axon einzudringen. Nur wenn die Membran geschädigt ist, wird der Farbstoff aufgenommen und das Axon angefärbt. "Mithilfe der in-vivo Mikroskopie konnten wir weiterhin beobachten, dass die Axone, die den Farbstoff aufnehmen auch einen erhöhten Kalziumgehalt zeigen", sagt Kerschensteiner.

    "Dass Risse in der Zellmembran auch im entzündeten Nervensystem zum Absterben vom Nervenfasern beitragen können, ist eine neue Erkenntnis, die in der Zukunft auch therapeutisch relevant sein könnte", fügt Misgeld hinzu. So ist aus Untersuchungen von Rückenmarksverletzungen bekannt, dass Nervenfasern zumindest durch mechanische Verletzungen entstandene Risse wieder heilen können. (red, 27.1.2019)

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