Studie deckt neuralen Pfad auf, der die Regeneration nach traumatischer Verletzung fördert

Studien zur Erforschung der neuralen Prozesse, die an der Zellregeneration beteiligt sind, sind von entscheidender Bedeutung, da sie den Weg für die Entwicklung wirksamerer Behandlungen für viele Pathologien im Zusammenhang mit Zellmutationen oder -verfall ebnen könnten. Mikroglia, die im Gehirn ansässige Immunzelle, werden als Reaktion auf Pathologien aktiviert, was manchmal zu chronischen Entzündungen und Gewebenarben führt.

Zellregenerationsmechanismen regulieren somit die Reaktivität verschiedener Gliazellen, einschließlich Mikroglia, verhindern weitere Schäden und fördern die Genesung. Während viele frühere Studien die an Entzündungen beteiligten Prozesse untersucht haben, bleiben viele Fragen darüber, wie sich das Gehirn nach einer Verletzung oder Krankheit erfolgreich erholen kann, unbeantwortet.

Forscher der LMU München, des Helmholtz Zentrums München, der Johannes Gutenberg-Universität (JGU) und anderer deutscher Institute haben kürzlich eine Studie an Zebrafischen durchgeführt, um die Prozesse der Gehirnregeneration bei Tieren und Menschen besser zu verstehen. Ihre Ergebnisse, veröffentlicht in Natürliche Neurowissenschaftzeigten einen Mikroglia-Zustand, der durch die Ansammlung von Lipidtröpfchen und TDP-43 gekennzeichnet ist⁺ein RNA-bindendes Protein, das die Regeneration des Gehirns nach einer Verletzung verzögert oder verhindert.

“Unsere Logik ist es, den Regenerationsprozess in endogenen Reparatur-zugelassenen Modellsystemen zu verstehen und diese Logik dann im Säugetiersystem, einschließlich des Menschen, anzuwenden, um eine bessere Regeneration zu erreichen”, sagte Jovica Ninkovic, einer der Forscher, die die Studie durchgeführt haben. Medizinischer Xpress. „Deshalb haben wir uns vorgenommen zu untersuchen, wie Zebrafische Mikroglia rechtzeitig inaktivieren, um eine langfristige Entzündung danach zu verhindern zerebrale Läsion – Hirnschaden.”

Das übergeordnete Ziel der jüngsten Arbeiten von Ninkovic und Kollegen bestand darin, neurale Bahnen zu identifizieren, die an der Regulierung der Mikrogliaaktivität beteiligt sind und auf die möglicherweise pharmakologische Medikamente abzielen könnten. Die Forscher nutzten ihr Verständnis der Zebrafischbiologie, um mögliche therapeutische Ziele zu identifizieren, die auch auf das Gehirn von Säugetieren anwendbar sein könnten. In ihren Experimenten fügten sie dem Zebrafisch im Wesentlichen kleine Verletzungen zu und beobachteten, wie das Gehirn die beschädigten Bereiche regenerierte.

„Man merkt schnell, dass solche einfachen experimentellen Ergebnisse von einer Reihe von Regulationsprozessen abhängen, die sich sogar von Zelle zu Zelle unterscheiden“, erklärt Ninkovic. „Wir haben ausgefeilte Methoden verwendet, um Veränderungen auf Einzelzellebene zu analysieren und zu verfolgen, wie einzelne Zellen auf Verletzungen reagieren. Nur mit diesem Ansatz konnten wir die „gefährliche“ Mikrogliapopulation identifizieren, die eliminiert werden muss, um eine ordnungsgemäße Regeneration zu erreichen. “

Die Forscher beobachteten nach traumatischen Verletzungen einen Mikroglia-Zustand, der durch die Ansammlung von Lipidtröpfchen und TAR-DNA-bindendem Protein 43 (TDP-43) gekennzeichnet war. Um die Hypothese zu validieren, dass dieser Zustand die Regeneration behindert, manipulierten sie experimentell Zebrafischgehirne, um unterschiedliche Dauern der Mikroglia-Reaktivität und TDP-43-Akkumulation zu erhalten.

Dies ermöglichte es ihnen schließlich, Wege zu identifizieren, die die Mikroglia-Reaktivität regulieren und dadurch die Gehirnregeneration fördern. Insbesondere fanden sie heraus, dass Granulin, ein Protein, von dem bekannt ist, dass es das Zellwachstum und -überleben reguliert, an der Beseitigung von Lipidtröpfchen und TDP-43 beteiligt war.⁺ Kondensate. Als Ergebnis dieses Prozesses kehrte die Mikroglia in ihren Ausgangszustand zurück und das beschädigte Gewebe des Zebrafischs regenerierte sich ohne Narbenbildung.

Die Forscher haben bereits versucht zu beurteilen, wie ihre Ergebnisse auf Menschen verallgemeinert werden könnten, indem sie postmortales menschliches Gewebe verwendeten. In Zukunft könnte ihre Arbeit den Weg für die Entwicklung neuer pharmakologischer Medikamente ebnen, die fördern Regenerationwas für die Behandlung verschiedener Pathologien nützlich sein könnte.

„Ich denke, es ist sehr aufregend, den gezielten Wirkstoffweg zu identifizieren, der aktiviert werden sollte, um lang anhaltende Neuroinflammationen zu verhindern, da Neuroinflammationen nicht nur nach Verletzungen auftreten, sondern auch bei anderen Pathologien und Prozessen, einschließlich Neurodegeneration, Schlaganfall und Hirntumoren“, sagte Ninkovic fügte hinzu: „Es wird äußerst interessant sein zu sehen, wie anwendbar die von uns gefundenen Mechanismen auf diese Bedingungen sind. Ein Bildschirm für kleine Moleküle Die Auflösung von TDP-43-Aggregaten in Mikroglia wird der nächste logische Schritt in unserer Arbeit sein.”

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