Weniger Narben im zentralen Nervensystem

Neuronale Stamm- und Vorläuferzellen aus der so genannten subventrikulären Zone (SVZ) können helfen, ein durch Erkrankungen des zentralen Nervensystems geschädigtes Gehirn zu reparieren. Es ist bekannt, dass die Mikroumgebung innerhalb der SVZ die differenzierte Entwicklung der Stamm- und Vorläuferzellen (NSPCs) zu Zellen im Nervengewebe steuert. Forschende konnten bisher jedoch nicht erklären, warum sich nach Verletzungen des zentralen Nervensystems die NSPCs nicht zu Neuronen ausbilden, sondern bevorzugt zu Astrozyten. Diese tragen maßgeblich zur Bildung von Narben bei und stören dadurch die Regeneration der Nerven im zentralen Nervensystem. Einem Team um Prof. Dr. Christian Schachtrup und Lauriane Pous von der Medizinischen Fakultät der Universität Freiburg gelang es nun, einen weiteren Schritt dieser Vorgänge im Gehirn zu analysieren. Ihre Ergebnisse stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe von Nature Communications vor.  

Schachtrup und sein Team zeigen, dass nach einer Schädigung der Hirnrinde von Mäusen Fibrinogen aus dem Blut in der weiter innen im Gehirn liegenden Stammzellnische der SVZ angereichert wird. Fibrinogen ist ein Blutgerinnungsfaktor und eine Vorstufe des Proteins Fibrin, welches die Blutplättchen, die sich am Ort einer Gefäßverletzung zusammenlagern, umhüllt und stabilisiert. Fibrinogen hemmt, entdeckten die Forschenden, die neuronale Differenzierung der NSPCs. Gleichzeitig kommt es durch das angereichte Fibrinogen zu vermehrter Astrogenese, also der Bildung von neuen Astrozyten, indem Fibrinogen den so genannten BMP-Rezeptor-Signalweg aktiviert. Durch das experimentelle Verringern von Fibrinogen, zum Beispiel durch Zugabe des Schlangengifts Ancrod, wurde die Astrozytenbildung aus NSPCs blockiert, weshalb sich nur noch reduziert Narben entwickelten.

„Die Entdeckung, dass ein wichtiges Blutgerinnungsprotein, Fibrinogen, ein astrogenes Milieu in der SVZ Stammzellnische induzieren kann, das den Beitrag von NSPCs zu Reparaturmechanismen bei ZNS-Erkrankungen bestimmt, hat potenzielle Auswirkungen auf mehrere Prozesse bei ZNS-Erkrankungen in verschiedenen Stammzellnischen“, sagt Schachtrup. Mit seiner Forschung möchte der Freiburger Forscher dazu beitragen, dass neuronale Regenerationsprozesse durch Medikamente oder Zellersatztherapien besser behandelbar werden.

Originalpublikation:

Pous, L., Deshpande, S. S., Nath, S., Mezey, S., Malik, S. C., Schildge, S., Bohrer, C., Topp, K., Pfeifer, D., Fernández-Klett, F., Doostkam, S., Galanakis, D. K., Taylor, V., Akassoglou, K., Schachtrup, C. (2020): Fibrinogen induces neural stem cell differentiation into astrocytes in the subventricular zone via BMP signaling. In: Nature Communications 11, 630, S. 1-13. DOI: 10.1038/s41467-020-14466-y