Die Myelinbildung von innen wiederherstellen
Die Signaltransduktion im zentralen Nervensystem findet über Axone statt, die durch eine Myelinschicht isoliert sind. Gendefekte oder pathologische Situationen könnten zu Demyelisierung führen, durch die neuronalen Axone freigelegt werden, welche die Signale nicht mehr richtig übermitteln können. Die Mechanismen zu verstehen, die natürlicherweise aktiviert werden, um die endogene Reparatur der Myelinscheiden auszulösen, könnte Erkenntnisse liefern, die zur Entwicklung therapeutischer Eingriffe beitragen könnten. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts 'Modulation of oligodendrocyte precursor cells differentiation fate during CNS remyelination' (MODOPCFATE) wird daher der Differenzierungsvorgang bei Oligodendrozyten-Vorläuferzellen (oligodendrocyte precursor cells, OPCs) untersucht. OPCs sind Zellen, die normalerweise demyelierte Axone reparieren. Die Wissenschaftler beobachteten, dass Mikroumfeld-Signale in verletztem Gewebe OPCs aktivieren, die sich entweder auf klassische Weise zu Oligodendrozyten differenzieren oder alternativ zu Schwann-Zellen oder Astrozyten werden. Diese Differenzierung war in hohem Maße ortsabhängig, was ihre Rolle für die OPC-Zellidentität verdeutlicht. Um die molekularen Bestimmungsfaktoren zu ermitteln, die bei der OPC-Differenzierung greifen, studierten die Forscher die Interaktion der OPCs mit anderen Zellarten wie Mikroglia und Astrozyten im verletzten Gewebe. Durch Mikroarray-Analyse von Sektionen, die nach einer Verletzung aus Rattengehirnen isoliert wurden, konnten Gene ermittelt werden, die in vaskulären und nicht-vaskulären Bereichen der Verletzungen differentiell exprimiert waren. Insbesondere wurde festgestellt, dass bestimmte Vertreter der Wnt-Signalwege sowie der Signalwege des knochenmorphogenetischen Proteins (bone morphogenetic protein, BMP) als Hauptregulatoren der OPC-Zellidentität in den vaskulären Bereichen wirken. Diese Erkenntnisse führten zu der Spekulation, dass raumzeitliche Unterschiede bei der Expression von BMPs und ihrer Hemmstoffe die OPC-Differenzierung antreiben. Daher führten die Forscher BMP-Antagonisten in die Verletzungen ein, die sich in aktiver Remyelisierung befanden. Es wird erwartet, dass durch die Ergebnisse ermittelt werden kann, in welchem Ausmaß die Wiederherstellung von Myelinscheiden durch Oligodendrozyten mithilfe dieser Verbindungen angepasst werden kann. Die Vorgänge der Myelinwiederherstellung und der OPC-Assoziation mit Blutgefäßen sind miteinander verbunden und treten nicht einzeln auf. Dennoch existieren endothelial begründete Faktoren, welche die OPC-Proliferation und alternative Differenzierung anregen. Solche molekulare Bestimmungsfaktoren ins Visier zu nehmen, könnte als therapeutischer Eingriff genutzt werden, um regenerative Mechanismen bei Patienten auszulösen, die an Erkrankungen wie multipler Sklerose leiden.
Schlüsselbegriffe
Myelin, Demyelinisierung, multiple Sklerose, endogen, Oligodendrozyten-Vorläuferzellen, Differenzierung, knochenmorphogenetisches Protein, Signalwege, vaskulär
