Neurotransmitter schützt Nervenzellen vor Reizflut

Elementare Schlüsselposition in Signalkaskade verhindert Absterben

Susanne Schoch McGovern (Mitte) bei der Arbeit (Foto: Volker Lannert/Uni Bonn)

Bonn (pte016/02.03.2016/10:30) Forscher des Universitätsklinikums Bonn http://ukb.uni-bonn.de haben eine wichtige Schlüsselposition in einer Signalkaskade entdeckt, die die empfindlichen Nervenzellen vor einem plötzlichen Absterben infolge zu starker Erregung schützen. Die Befunde eröffnen Perspektiven für die Entwicklung neuer Therapien. Die Ergebnisse werden im "Journal of Neuroscience" veröffentlicht.

Epilepsie auf der Spur

Werden Nervenzellen überstark erregt, gehen sie häufig zugrunde. Dies beobachten Mediziner oft als Folge eines epileptischen Anfalls. Eine Ursache solch übersteigerter Aktivierung ist häufig eine zu starke Ausschüttung des Botenstoffs Glutamat. "Dieser Neurotransmitter kann Signalwege anschalten, die auf Nervenzellen toxisch wirken", sagt Susanne Schoch McGovern vom Institut für Neuropathologie und der Bonner Klinik für Epileptologie. Allerdings versuchen die Gehirnzellen, sich davor zu schützen und einer gefährlichen Übererregung vorzubeugen.

Welche Art von "molekularen Bodyguards" hier aktiv werden, ist jedoch noch nicht genau geklärt. Aus wissenschaftlichen Studien ist jedoch bekannt, dass Transkriptionsfaktoren für den Selbstschutz von Nervenzellen eine wichtige Rolle spielen. Diese Faktoren schalten bestimmte Gene an, die dann über Signalketten zur Produktion von Schutzstoffen führen. Letztere wirken der gefährlichen Glutamat-Übererregung aktiv entgegen. Ein Gen stellt laut den Forschern für das Sensorprotein Synaptotagmin 10 (Syt10) einen solchen Schutzschild dar.

Leibgarde des Gehirns

Den Experten nach steigt bei einem epileptischen Anfall bei Ratten die Menge an Syt10 in der Hirnregion des Hippocampus deutlich an. Die Wissenschaftler verwendeten Nervenzellen der Maus, in denen das Gen für Syt10 ausgeschaltet war, und versetzten diese durch eine dem Glutamat sehr ähnliche Substanz in starke Erregung. Daraufhin starben vermehrt Nervenzellen ab. Der für die Leibgarde des Gehirns so wichtige Modulator heißt NPAS4. Die Fachleute kultivierten Nervenzellen von Nagetieren und fügten verschiedene Transkriptionsfaktoren hinzu.

NPAS4 aktivierte das Gen für Syt10 und benötigte Syt10, um seine protektive Wirkung zu entfalten. "NPAS4 übernimmt offensichtlich die Rolle eines Vermittlers, der über weitere Signalketten die Produktion von Schutzstoffen für die Nervenzellen anstößt", so McGovern. Um welche schützenden Substanzen es sich dabei genau handelt, haben die Forscher noch nicht herausgefunden. "Der insulinähnliche Wachstumsfaktor IGF-1, der im Fokus stand, reicht alleine jedenfalls nicht aus", berichtet die Neurobiologin abschließend.

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