Forscher haben Immunzellen des Gehirns in Neuronen umgewandelt, die beschädigte Neuronen ersetzten und bei Mäusen, die von einem Schlaganfall betroffen waren, ihre Funktion wiederherstellten. Der nächste Schritt wird darin bestehen, zu untersuchen, ob mit menschlichen Gehirnzellen dieselben Ergebnisse erzielt werden können, was den Weg für die Behandlung von Schlaganfällen ebnet.
Wenn ein Schlaganfall oder andere zerebrovaskuläre Erkrankungen zu einer schlechten Durchblutung des Gehirns führen, werden Neuronen entweder geschädigt oder sterben ab, was zu einzigartigen physischen und psychischen Defekten führt. Nun stellten Forscher der Kyushu-Universität in Japan die Motorik bei Mäusen mit Schlaganfall wieder her, indem sie Mikroglia, die wichtigsten Immunzellen des Gehirns, in Neuronen umwandelten.
Kenichi Nakajima, der korrespondierende Autor der Studie, sagte: „Wenn wir geschnitten oder gebrochen werden, können sich unsere Haut- und Knochenzellen vermehren und so unseren Körper heilen. Aber Neuronen in unserem Gehirn regenerieren sich nicht so leicht, sodass der Schaden oft dauerhaft ist. Deshalb müssen wir neue Wege finden, verlorene Neuronen unterzubringen.“
Aus früheren Studien wussten die Forscher, dass Mikroglia dazu gebracht werden können, sich im Gehirn gesunder Mäuse zu Neuronen zu entwickeln. Nach einem Schlaganfall bewegen sich Mikroglia, die für die Beseitigung beschädigter oder toter Gehirnzellen verantwortlich sind, in Richtung der Verletzungsstelle und vermehren sich dort schnell.
„Mikroglia sind reichlich vorhanden und befinden sich genau dort, wo wir sie brauchen, daher sind sie ideale Ziele für die Transformation“, sagte Takashi Irie, Erstautor der Studie.
Forscher lösten bei Mäusen Schlaganfälle aus, indem sie vorübergehend die rechte mittlere Hirnarterie blockierten, ein wichtiges Blutgefäß im Gehirn, das beim Menschen häufig mit Schlaganfällen in Verbindung gebracht wird. Nach einer Woche beobachteten die Forscher Beeinträchtigungen der motorischen Funktion bei den Mäusen, mit einem deutlichen Rückgang der Neuronen im Striatum, einer Region des Gehirns, die an der Entscheidungsfindung, Aktionsplanung und motorischen Kontrolle beteiligt ist.
Sie verwendeten Lentiviren – eine Unterklasse von Retroviren, die als virale Vektoren verwendet werden –, um DNA in Mikroglia an der Stelle der Schlaganfallschädigung einzufügen. Die DNA enthält Anweisungen zur Produktion von NeuroD1, einem Protein, das neuronale Schaltvorgänge induziert. In den nächsten Wochen entwickeln sich diese Zellen zu Neuronen.
Drei Wochen nach der DNA-Implantation verbesserte sich die motorische Funktion der Mäuse. Nach acht Wochen hatten sich die neu induzierten Neuronen erfolgreich in die Schaltkreise des Gehirns integriert. Als die Forscher die neuen Neuronen entfernten, verschwanden die Verbesserungen der motorischen Funktion, was bestätigte, dass die neuen Neuronen direkt zur Genesung der Mäuse beitrugen.
„Diese Ergebnisse sind vielversprechend“, sagte Nakajima. „Der nächste Schritt besteht darin, zu testen, ob NeuroD1 auch menschliche Mikroglia effektiv in Neuronen umwandeln kann, und zu bestätigen, dass unsere Methode zum Einfügen von Genen in Mikroglia sicher ist.“
Da die Mäuse in der akuten Phase nach einem Schlaganfall behandelt wurden, als die Mikroglia an die Verletzungsstelle gewandert waren, wollten die Forscher als nächstes prüfen, ob sie zu einem späteren Zeitpunkt einen Erholungseffekt bei den Mäusen hervorrufen könnten.
Die Forschung wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.