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Wissenschaftler des Weizmann-Instituts entdecken einen Mechanismus
für gesunde Nervenentwicklung, der zu neuartigen Behandlungen
neurodegenerativer Krankheiten führen könnte
Bei vielen neurologischen Krankheiten, einschließlich Multipler Sklerose (MS) und verschiedenen anderen Neuropathologien, ist die Schutzhülle um die Nerven - ein Isoliermaterial namens Myelin - beschädigt. Wissenschaftler des Weizmann-Instituts für Wissenschaft haben nun einen wichtigen neuen Kommunikationsmechanismus zwischen den Zellen des Nervensystems entdeckt, der äußerst wichtig für die Entwicklung myelinierter Nerven ist - eine Entdeckung, die für die Wiederherstellung der normalen Funktionen beschädigter Nervenfasern hilfreich sein könnte.
Nervenzellen (Neurone) haben lange, dünne Verlängerungen, die sich Axone nennen und bis zu einen Meter oder gar länger sein können. Häufig sind diese Verlängerungen mit Myelin beschichtet, das von einer Gruppe spezialisierter Zellen, den sogenannten Gliazellen, bereitgestellt wird. Gliazellen umgeben das Axon und belegen es segmentweise mit einer Myelinschicht, wobei kleine Bereiche, sogenannte Schnürringe, zwischen zwei Segmenten unbelegt bleiben. Die Myelinbeschichtung ist mehr als nur Schutz für die empfindlichen Axone. Sie ermöglicht Nervensignalen die umgehende Überspringung der Schnürringe, was die Signalübertragung schnell und effizient macht. Wenn Myelin fehlt oder beschädigt ist, können Nervensignale nicht richtig die Axone entlang geleitet werden, was zu anormaler Funktion der beschädigten Nervenzelle und somit oft zu ihrer Degeneration führt.
In einer Forschungsarbeit, die kürzlich in Nature Neuroscience veröffentlicht wurde, haben jetzt die Weizmann-Wissenschaftler Prof. Elior Peres und sein Student Ivo Spiegel zusammen mit Kollegen aus dem Fachbereich Molekulare Zellbiologie und aus den Vereinigten Staaten einen wesentlichen Einblick in den Mechanismus erlangt, mit dem Gliazellen Axone erkennen und mit Myelin beschichten.
Wie koordinieren die Gliazellen und das Axon diesen Prozess? Das Team des Weizmann-Instituts entdeckte zwei Proteine, die Informationen vom Axon zur Gliazelle übermitteln. Diese beiden Proteine, die Nec11 und Nec14 heißen, gehören zu einer größeren Familie von Molekülen zur Zelladhäsion und befinden sich auf der äußeren Zellmembran und helfen Zellen, sich aneinander zu heften. Peles und sein Team fanden heraus, dass Nec11, das sich normalerweise an Axon-Oberfläche befindet, und Nec14, das sich an der Gliazellmembran befindet, sich fest aneinander heften, selbst wenn die Zellen, zu denen sie gehören, entfernt werden. Wenn diese Moleküle sich an ihren vorgesehenen Orten befinden, sind sie nicht nur für den physischen Kontakt zwischen Axon und Gliazelle verantwortlich, sondern dienen auch der Signalübertragung ins Zellinnere, wo sie Veränderungen auslösen, die für die Myelinbeschichtung notwendig sind.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Produktion von Nec14 in Gliazellen ansteigt, wenn man es in engen Kontakt mit einem Axon bringt, das nicht mit Myelin beschichtet ist, oder auch wenn der Myelinprozess beginnt. Sie beobachteten, dass Axone, die in Kontakt mit Gliazellen gebracht wurden, nicht mit der Myelinbeschichtung begannen, wenn Nec14 in den Gliazellen fehlte oder die Anheftung von Nec14 an Nec11 unterbrochen wurde. Im selben Zeitraum hatte in der Kontrollgruppe das "Einwickeln" der meisten Axone mit Myelin bereits begonnen..
" Was wir entdeckt haben, ist eine völlig neue Art der Kommunikation zwischen diesen Zellen des Nervensystems," sagte Peles. "Die jetzt zur Behandlung von MS und anderen degenerativen Krankheiten eingesetzten Medikamente, mit denen die Myelinbeschichtung beeinflusst wird, kann den Krankheitsverlauf nur verlangsamen, aber die Krankheit nicht aufhalten oder heilen. Heute sind wir nicht in der Lage, den Nervenschaden, der bei diesen Erkrankungen entsteht, rückgängig zu machen. Aber wenn wir den Mechanismus verstehen lernen, der den Prozess des Umwickelns der Axone mit der Schutzschicht kontrolliert, werden wir diesen Prozess im Patienten vielleicht nachbilden können."
Prof. Elior Peles´ Forschungsarbeit wird finanziert von der Dr. Miriam and Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation, dem Nella and Leon Benoziyo Center for Neurological Deseases, dem Kekst Family Center for Medical Genetics, dem David and Fela Shapell Family Center for Genetic Disorder, dem Wolgin Prize for Scientific Excellence, den National Institutes of Health (NIH), der National Multiple Scelosis Society, der US-Israel Binational Science Foundation und der Israel Science Foundation
Das Weizmann Institut in Rehovot, Israel, ist eine der weltweit führenden Forschungsinstitutionen. Es ist bekannt für seine breit gefächerte Erforschung der Naturwissenschaften und beschäftigt 2600 Wissenschaftler, Studenten, Techniker und Mitarbeiter. Die Forschungsarbeiten des Instituts befassen sich mit der Suche nach neuen Wegen der Bekämpfung von Krankheiten und Hunger, mit der Untersuchung wichtiger Fragen in Mathematik und Computerwissenschaften, Erforschung der Materie und des Universums, Entwicklung neuer Materialien und neuer Strategien zum Umweltschutz.
Pressemitteilungen des Weizmann Institutes werden auf dem World Wide Web
http://wis-wander.weizmann.ac.il oder auf http://www.eurekalert.org veröffentlicht.
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Ernährung / Gesundheit / Pflege, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
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