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| Auf Krücken angewiesen: Optogenetik soll helfen (Foto: pixelio.de, D. Schütz) |
Britische Forscher führen Muskelreaktion bei Mäusen erfolgreich herbei
London – Der Einsatz von Lichtblitzen zur Stimulation modifizierter Neuronen kann die Bewegungsfähigkeit gelähmter Muskeln wiederherstellen. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher des University College London http://ucl.ac.uk . Tests an Mäusen liefern die Grundlage für den Einsatz derartiger…
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optogenetischer Ansätze zur Behandlung von Nervenerkrankungen wie Verletzungen des Rückenmarks, Epilepsie und Motoneuronen-Krankheiten, berichtet New Scientist.
Neuronen gentechnisch verändert
Die Optogenetik gilt als eine der wichtigsten neuen Entwicklungen der Neurowissenschaft. Neuronen werden gentechnisch so verändert, dass sie ein lichtempfindliches Protein produzieren, das dazu führt, dass sie ein elektrisches Signal absenden, wenn sie Licht ausgesetzt werden. Optogenetik wurde bisher meist für die Erforschung des Gehirns eingesetzt.
Jetzt beginnen Wissenschaftler, Einsatzmöglichkeiten für die Therapie zu untersuchen. Eine Hürde war die Angst, das Gehirn irreversibel genetisch zu verändern. Das Team um Linda Greensmith veränderte die Stammzellen von Mäusen im Labor, bevor sie in Nerven in den Beinen transplantiert wurden. Damit bestand die Möglichkeit, sich rascher zu entfernen, sollte etwas schief gehen.
Die Forscher fügten ein Algengen, das für ein lichtempfindliches Protein kodiert, in die Stammzellen von Mäusen ein. In einem nächsten Schritt wurden Signalmoleküle hinzugefügt, die die Stammzellen dazu brachten, sich zu Motoneuronen zu entwickeln. Diese Zelle transportieren Signale zum und vom Rückenmark in den Rest des Körpers. Sie wurden in den Ischiasnerv implantiert, der vom Rückenmark zu den unteren Gliedmaßen führt. Bei den Mäusen waren die vorhandenen Nerven zuvor durchtrennt worden.
Erste Ergebnisse nach fünf Wochen
Nach einer Wartezeit von fünf Wochen begannen die implantierten Neuronen, sich mit dem Muskel zu verbinden. Die Forscher betäubten die Tiere, öffneten die Haut und schickten Impulse blauen Lichts zum Nerv. Die Beinmuskeln kontrahierten als Reaktion. Dieser optogenetische Ansatz ermöglicht – anders als bei einer elektrischen Stimulation – eine sanftere Aktivierung der Muskelfasern. Die Menge an Licht kann bei jeder Anwendung verändert werden. Dadurch werden gleichmäßige Kontraktionen möglich.
Für den Einsatz an Patienten entwickelt das Team derzeit eine Licht-emittierende Diode in Form einer Manschette, die um den Nerv herum gehen soll. Sie kann mit einer winzigen Batterie unter der Haut verbunden werden. Es werden auch Alternativen zu embryonalen Stammzellen gesucht. Sie würden es notwendig machen, dass Medikamente eingenommen werden, die das Immunsystem daran hindern, die transplantierten Neuronen anzugreifen.
Das Team setzt derzeit auf induzierte pluripotente Stammzellen. Dabei handelt es sich um Zellen, die so umprogrammiert wurden, dass sie sich wie embryonale Stammzellen verhalten. Sie können zum Beispiel aus einer Hautprobe des Empfängers hergestellt werden.
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