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Neu entdeckter Faktor wichtig bei adulter Neurogenese

Wissenschaftler des Hertie-Instituts für klinische Hirnforschung (HIH) am Universitätsklinikum Tübingen haben ein neues Molekül, NFATc4, entdeckt, das für das Überleben neuronaler Stammzellen im Gehirn sowie für die Gedächtnisbildung erforderlich ist. Diese Entdeckung könnte einen vielversprechenden Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Strategien zur Behebung von Gedächtnisstörungen bieten, wie sie beispielsweise im normalen Alterungsprozess auftreten oder durch Erkrankungen des Nervensystems hervorgerufen werden.

Im Gehirn ausgewachsener Säugetiere bilden sich ständig neue Neurone (adulte Neurogenese), von denen jedoch nur ein kleiner Teil überlebt und sich zu funktionstüchtigen neuen Zellen entwickelt. Die in der Gehirnregion des Hippocampus überlebenden neuen Zellen sind sehr wichtig für das Gedächtnis. Sowohl die normalen Alterungsprozesse als auch Erkrankungen des Nervensystems, wie zum Beispiel Morbus Alzheimer oder Durchblutungsstörungen durch Schlaganfall, führen zu einer Beeinträchtigung der Gedächtnisfunktion, für die es bislang noch keine wirksame Therapie gibt. Erkenntnisse über die molekularen Prozesse, die das Überleben der neugebildeten Zellen fördern, können daher für die Verbesserung der Gedächtnisleistung bei Patienten mit Gedächtnisstörungen von Bedeutung sein.

Die Studie von Dr. Giorgia Quadrato und Dr. Simone Di Giovanni enthält nun neue Erkenntnisse bezüglich der molekularen und transkriptionsabhängigen Steuerung der Neurogenese als Reaktion auf den Wachstumsfaktor BDNF (Brain-derived neurotrophic factor). BDNF sendet Signale aus und initiiert das Überleben der Neurone, aber ist nur dann erfolgreich, wenn NFATc4 aktiv ist.

Die Wissenschaftler stellten in Versuchen mit Mäusen fest, dass der Transkriptionsfaktor NFATc4 zum einen für das Überleben der im adulten Hippocampus neugebildeten Neurone und zum anderen für das Kodieren der Hippocampus-abhängigen räumlichen Erinnerungen erforderlich ist. Darüber hinaus ist das Vorhandensein von NFATc4 auch eine Voraussetzung für die Plastizität der Synapsen im Hippocampus. Dass diese wiederum für die Bildung von Erinnerungen erforderlich ist, belegen elektrophysiologische Messungen, die in Zusammenarbeit mit Christine Pedroarena in der Abteilung Kognitive Neurologie am HIH durchgeführt wurden.

Die Autoren vermuten, dass die Regulierung der BDNF-NFATc4-Achse ein vielversprechender Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Strategien zur Behebung von Gedächtnisstörungen sein könnte, wie sie beispielsweise im Rahmen des normalen Alterungsprozesses oder infolge von Erkrankungen des Nervensystems auftreten. Denn an diesem Regelkreis könnte angesetzt werden, um das Überleben endogener Vorläuferzellen zu fördern und auf diese Weise die funktionelle Erholung des Gedächtnisses zu forcieren. Tatsächlich testet Giorgia Quadrato zurzeit die Möglichkeit einer Verstärkung der NFATc4-Signaltätigkeit, um bei Mäusen die Gedächtnisleistung nach einem Schlaganfall zu verbessern.

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