Forscher am Salk Institute haben herausgefunden, dass das Protein Mitf eine Schlüsselrolle bei der Reparatur von Nervenschäden bei peripherer Neuropathie spielt. Dieser Durchbruch ebnet den Weg für neue Behandlungen zur Verbesserung der Nervenreparatur, von denen möglicherweise Millionen neurologischer Patienten profitieren könnten.
Forscher am Salk Institute haben herausgefunden, dass das Protein Mitf ein wichtiger Vermittler im Reparaturprozess im peripheren Nervensystem von Mäusen ist, was darauf hindeutet, dass es sich um ein vielversprechendes neues therapeutisches Ziel handelt. In den Vereinigten Staaten sind jedes Jahr mehr als 3 Millionen Menschen von peripherer Neuropathie betroffen, die aufgrund einer Schädigung von Nerven außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks zu Schmerzen und Bewusstlosigkeit führt. Es gibt viele Ursachen für diese Erkrankung, darunter Diabetes, Traumata, genetische Störungen und Infektionen. Wissenschaftler am Salk Institute haben bei Mäusen eine wichtige Entdeckung über die Reparatur von Nerven gemacht, die bei peripherer Neuropathie geschädigt wurden. Sie fanden heraus, dass das Protein Mitf die Reparaturfunktion spezialisierter Schwann-Zellen im Nervensystem aktiviert.
Die kürzlich in der Fachzeitschrift Cell Reports veröffentlichten Ergebnisse könnten den Weg für innovative Behandlungen ebnen, die darauf abzielen, den Reparaturprozess zu verbessern und periphere Neuropathie wirksam zu behandeln.
Der leitende Autor Professor Samuel Pfaff sagte: „Wir wollten wissen, welche Mechanismen die Schadensreaktion peripherer Nerven in verschiedenen Situationen wie akuten Traumata, genetischen Störungen oder degenerativen Erkrankungen steuern. Wir fanden heraus, dass Schwann-Zellen spezialisierte Zellen in den Nerven sind, die neuronale Axone schützen und unterstützen, und dass ihr Weg in einen Reparaturzustand durch das Protein Mitf vermittelt wird.“
Das periphere Nervensystem besteht aus allen Nerven, die vom Gehirn und Rückenmark abzweigen und uns im gesamten Körper mit Empfindungen versorgen. Es gibt viele Zelltypen in peripheren Nerven, aber Pfaff und sein Team konzentrierten sich auf Neuronen, die Nachrichten durch das Nervensystem transportieren, und Schwann-Zellen, die gesunde Neuronen schützen und beschädigte reparieren.
Die Fähigkeit des peripheren Nervensystems, Schäden zu reparieren, ist besonders wichtig, da das zentrale Nervensystem, bestehend aus Gehirn und Rückenmark, nicht in der Lage ist, Schäden zu reparieren. Allerdings sind die Mechanismen dieses Kunststücks noch immer kaum verstanden.
Um herauszufinden, wie sich Schwann-Zellen differenzieren und mit der Reparatur peripherer Nervenschäden beginnen, untersuchten die Forscher ein Mausmodell der Charcomalle-Zahnkrankheit (CMT), einer erblichen Neuropathie.
Die Erstautorin, Lydia Daboussi, war Postdoktorandin in Pfaffs Labor und ist jetzt Assistenzprofessorin an der University of California, Los Angeles. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Mitf genetische Programme aktiviert, die einen Teil der bei diesen chronischen Krankheiten verursachten Schäden reparieren, und dass sich die Krankheitssymptome verschlimmern, wenn diese Programme ausgeschaltet werden“, sagte sie.
Bei Mäusen mit CMT stellten die Forscher fest, dass die Kerne reparierter Schwann-Zellen einen hohen Anteil an Mitf enthielten – wo die genetischen Anweisungen dafür gespeichert sind, wie man zu einer Schwann-Zelle wird und wie man sie repariert.
Bei der Untersuchung dieser Beziehung zwischen Mitf- und Schwann-Zellen stellten sie fest, dass Mitf im Zytoplasma von Schwann-Zellen verbleibt, bis es neuronale Schäden erkennt. Der Schaden veranlasst Mitf dann, sich vom Zytoplasma der Zelle zum Zellkern zu bewegen, wo es die Schwann-Zellen zur Reparatur anweist.
Um die Bedeutung von Mitf für die Herstellung reparierbarer Schwann-Zellen zu testen, entfernten die Forscher Mitf vollständig. Sowohl in Trauma- als auch in CMT-Fällen hört die Nervenreparatur in Abwesenheit von Mitf auf – ein Beweis dafür, dass Mitf für die Reparatur und Regeneration peripherer Nerven erforderlich ist.
Dabsey glaubt, dass Mitf wie ein Feuerlöscher ist. Es ist in Schwann-Zellen vorhanden, bis eine Schädigung auftritt, und wird nicht erkannt. Wenn ein Schaden auftritt, ist Mitf bereit, sofort mit der Reparaturfunktion der Zelle zu beginnen.
Am überraschendsten ist, dass Mitf diese Reparaturfunktionen bei chronischen Krankheiten wie CMT koordiniert.
„Die Nutzung des Schwann-Zellreparaturprogramms hat ein enormes Potenzial bei der Behandlung chronischer Krankheiten“, sagte Pfaff, Benjamin H. Lewis-Professor an der Salk University. „Mit gezielten Therapien könnten wir möglicherweise mehr Schwann-Zellen dazu bringen, periphere Nervenschäden zu reparieren, und Patienten mit chronischen Erkrankungen dazu bringen, diese Reparaturen abzuschließen. Darüber hinaus können wir jetzt, da wir die Reparaturmechanismen besser verstehen, sehen, ob es möglich ist, Reparaturen auch im Hirnstamm und im Rückenmark einzuleiten.“
In Zukunft wollen die Forscher die diabetische Neuropathie – die häufigste Form der peripheren Neuropathie – genauer untersuchen. Sie hoffen auch, Behandlungen zu erforschen, die diesen Reparaturweg verbessern, um mehr Schwann-Zellen zur Reparatur von Schäden zu erzeugen, unabhängig davon, ob die Ursache des Schadens ein Trauma, genetische Ursachen oder eine langfristige Entwicklung ist.