Einfluss von Fibrinogen bei Hirnschäden
Die Regenerationsfähigkeit des ZNS ist beschränkt. Neuronale Stammzellen (NSZ) können sich zu Neuronen und Gliazellen differenzieren. Nach Hirnschäden oder neurologischen Erkrankungen kann jedoch oft keine vollständige Neurogenese mehr stattfinden, da sich die extrazelluläre Umgebung verändert hat. Den größten Effekt hat dabei offenbar Fibrinogen (wichtigster Gerinnungshemmer bei Wirbeltieren), das im Nervensystem abgelagert wird, wenn die neurovaskuläre Homöostase gestört wird. Vorherige Arbeiten hatten Fibrinogen als Inhibitor der neuronalen Regeneration und Aktivator narbenfördernder Astrozyten bzw. Gliazellen aufgezeigt. Das EU-finanzierte Projekt FIB (Molecular mechanisms of fibrinogen function regulating NSC differentiation in CNS injury or disease) untersuchte nun eine neue Funktion von Fibrinogen bei der Veränderung der NSZ-Differenzierung bei Nervenerkrankungen. Normalerweise schützt die Blut-Hirn-Schranke (BHS) die Mikroumgebung des Hirns vor schädigenden Plasmakomponenten, die neuronale Funktionen stören können. Bei Gehirnverletzungen oder krankheitsbedingt geschädigter BHS gelangen Blutkomponenten jedoch direkt ins Gehirn. In der ersten Phase des Projekts untersuchten die Forscher am Modell einer Stichwundenverletzung, wie die Öffnung der BHS durch Schädel-Hirn-Trauma induziert wird. Dabei kommt es im Gehirn offenbar zu einer Fibrinogenablagerung in der extrazellulären Umgebung neuronaler Stammzellen. In einem In-vitro-Modellsystem differenzierten sich NSZ zu Neuronen, Astrozyten und Oligodendrozyten. In-vitro-Migrationsassays auf Laminin-beschichteten Oberflächen demonstrierten den hemmenden Effekt von Fibrinogen auf die NSZ-Migration. Fibrinogen hemmt auch die Expression von Zellzyklus-Genen und induziert die BMP-assoziierte Expression (bone morphogenetic protein). Da durch Hemmung des BMP-Signalwegs eine Fibrinogen-induzierte NSZ-Differenzierung zu Astrozyten verhindert wird, könnte eine Fibrinogenreduzierung nach Schäden am Cortex die Bildung neuer Neuronen befördern. Neue Kenntnisse zur Rolle von Fibrinogen bei Hirnschäden könnten auch Aufschluss über die neuronale Regeneration bei anderen Hirnerkrankungen geben. Damit werden die Experimente neuartige Therapieansätze für Erkrankungen befördern, bei denen die BHS nicht mehr funktioniert.
Schlüsselbegriffe
Fibrinogen, zentrales Nervensystem, Hirnschäden, neuronale Stammzellen, Gliazellen, Blut-Hirn-Schranke
