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Ursachen

Wie Hyaluronsäure die Myelinreparatur ausbremst

8 Minuten

Veröffentlicht am 08.08.2018 von Onmeda

Bei Menschen mit multipler Sklerose leidet die schützende Myelinschicht der Nervenfasern. Forscher identifizierten nun Hyaluronsäure als Übeltäter, der die Myelinreparatur über "Straßensperren" blockiert.

Hände mit Creme in der Handfläfche

Die Myelinschicht, die die Nervenfasern umgibt, ist ein wesentlicher Faktor, dass die Kommunikation zwischen Nervenzellen reibungslos funktioniert: In ihren Bahnen können Nervenzellen Informationen schnell weiterleiten. Bei Menschen mit multipler Sklerose (MS) ist diese Kommunikation gestört, weil das Immunsystem das Myelin attackiert und es allmählich zerstört.

Spezielle Zellen, die sogenannten Oligodendrozyten, produzieren dieses schützende Myelin. Forscher der Oregon Health & Science University in Portland (USA) fanden jetzt heraus, was genau schief läuft, wenn Oligodendrozyten diesen Schutzstoff nicht mehr herstellen können. Die Ergebnisse ihrer Studie veröffentlichten sie im Fachmagazin The Journal of Clinical Investigation.

Fahndung nach dem Übeltäter Hyaluronsäure

Bei Verletzungen der weißen Substanz – also jenen Teilen des zentralen Nervensystems, das vor allem aus Nervenbahnen besteht – sammeln sich Vorläuferzellen der Oligodendrozyten an den lädierten Stellen an. Das Problem ist, dass diese zwar eigentlich zur Reparatur anrücken – sie aber nicht mehr fähig sind, Myelin zu produzieren. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Hyaluronsäure an dieser Sabotage mitbeteiligt ist: Fragmente der Säure häufen sich nämlich ebenfalls in den verletzten Bereichen an, blockieren die Vorläuferzellen und verhindern damit die Reparatur des Myelins.

Um diesen Zusammenhang nachzuweisen, stellten die Forscher im Labor Bruchstücke der Hyaluronsäure in verschiedenen Größen her. Sie stellten fest, dass es nur ein einziges Fragment der Hyaluronsäure mit einer ganz bestimmten Größe ist, das die Vorläuferzellen bei der Myelinproduktion ausbremst. Anschließend behandelten sie die Nervenzellen von Ratten, die unter einer Erkrankung der weißen Substanz litten, mit diesem speziellen Fragment.

"Straßensperre" für die Myelin-Produktion

Zuerst wurde die Myelinherstellung angekurbelt, dann kam sie jedoch vollkommen zum Erliegen. Diesen "Toleranzmechanismus" nutzt normalerweise das Immunsystem, um schwere Gewebeschäden durch ein dauerhaft feuerndes Abwehrsystem auf Viren oder Bakterien zu verhindern.

"Die Hyaluronsäure funktioniert nicht nur als Straßensperre für die Produktion des Myelins nach einer Verletzung, sondern schließt gleichzeitig alle möglichen Umgehungsstraßen", erklärt der Neurologe und Kinderarzt Stephen Back, einer der Autoren der Studie. "Die Toleranz ist hilfreich, um das Gehirn von einer zu schnellen Reparatur abzuhalten", so Back weiter. "Aber bei einigen Erkrankungen kann sie sich in einen schädlichen Effekt verwandeln." Neue Strategien, die genau auf diesen Mechanismus abzielen, könnten die Myelinregeneration wieder ankurbeln.

Hoffnung auf neue Therapieansätze

Die Forscher deckten zudem den molekularen Weg auf, wie es zu den schädlichen Effekten der Hyaluronsäure kommt. Beteiligt daran sind spezielle Eiweiße, welche die Immuntoleranz (Kürzel TLR4) und die Reparatur des Myelins (FoxO3) regulieren. Wird ein FoxO3-Protein aktiviert, sind anschließend jene Gene weniger aktiv, die für die Myelinproduktion zuständig sind. In der Folge verlangsamt sich die Myelinreparatur. Diese Prozesse laufen aber nur ab, wenn Hyaluronsäure mit im Spiel ist.

Auch bei menschlichen Gehirnen machten die Forscher interessante Beobachtungen. War die weiße Substanz verletzt und litten die Probanden unter multipler Sklerose, wiesen sie ein aktiviertes FoxO3 in den Vorläuferzellen nach. Die Myelinproduktion war außer Betrieb gesetzt. "Die Studie hat einen neuen Mitspieler und damit ein vielversprechendes Angriffsziel bei Erkrankungen der weißen Gehirnsubstanz aufgedeckt", sagt Jim Koenig vom National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) in den USA. "Es gibt eine besondere Situation, in der das Gehirn die Aufgabe des Immunsystems übernimmt – mit verheerenden Wirkungen."

Hyaluronsäure ist ein wichtiger Bestandteil der Grundsubstanz außerhalb der Zellen im Gehirn. Sie unterstützt die Zellen strukturell und bei der Weiterleitung von Signalen. Bei Verletzungen der weißen Substanz befeuert die extrazelluläre Matrix zum Beispiel Entzündungsreaktionen. Studienautor Stephen Back fasst zusammen: "Jahrzehntelang haben wir gedacht, dass die Hyaluronsäure ein einfacher Klebstoff ist, um alles gut zusammenzuhalten. In den letzten Jahren sind wir dahintergekommen, wie wichtig das Molekül für verschiedenste Prozesse und vielleicht auch für neurologische Erkrankungen ist."

Quelle:

Srivastava, T. et al.: A TLR/AKT/FoxO3 immune tolerance–like pathway disrupts the repair capacity of oligodendrocyte progenitors. The Journal of Clinical Investigation (April 2018)

*Quelle: www.onmeda.de

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