Querschnittlähmung: Bioaktives Gel lässt gelähmte Mäuse wieder laufen

Dienstag, 16. November 2021

Chicago – Die einmalige Injektion eines bioaktiven Gels in das Rückenmark, die 24 Stunden nach einer Querschnittlähmung erfolgte, hat bei Mäusen Reparaturvorgänge in der Läsion stimuliert und die Regenerierung der Nervenbahnen gefördert. Laut der Studie in Science (2021; DOI: 10.1126/science.abh3602) erholten sich die Tieren nach 4 Wochen teilweise von den Lähmungen.

Eine Rückenmarksverletzung führt nicht nur zur Querschnittlähmung, weil die Axone der Nervenbahnen zerstört sind. Es kommt auch zu Störungen der Durchblutung, die eine Reparatur behindern. Am Ende bildet sich eine Narbe, die eine unüberwindliche Barriere für die Axone bildet, die sich im Prinzip erneuern könnten (bei Verletzungen peripherer Nerven wird dies häufig beobachtet). Bislang gibt es keine Möglichkeit, diese Entwicklung zu stoppen. Weniger als 3 % der Patienten erholen sich von einer Querschnittlähmung.

Synthetische Polymere, die ein Team um Samuel Stupp von der Northwestern University in Chicago entwickelt hat, sollen die Bildung einer Narbe verhindern und die Regeneration der Axone fördern. Es handelt sich um sogenannte supramolekulare Polymere, die sich nach der Injektion selbstständig zu einem Netzwerk von Nanofasern formen. Die Polymere sollen die Struktur der extrazellulären Matrix nachahmen, die normalerweise die Nervenfasern im Rückenmark umgibt.

Die Polymere enthalten 2 unterschiedliche bioaktive Substanzen. Das 1. ist das Kurzpeptid IKVAV, das in früheren in vitro-Experimenten die Differenzierung von neuronalen Vorläuferzellen stimuliert und die Ausreifung von Astrozyten (die die Narbe bilden) gehemmt hat. Die 2. Komponente ist der Fibroblasten-Wachstumsfaktor 2 (FGF2), der die Regenerierung der Nervenfasern fördern soll.

Entscheidend für den Erfolg der Behandlung ist offenbar, dass sich Moleküle innerhalb der Fasern frei bewegen können. Dies soll die Chancen erhöhen, dass die bioaktiven Substanzen an Rezeptoren der Nervenzellen binden und deren Regeneration fördern. Eines der supramolekularen Polymere, das in den Labortests die besten Ergebnisse erzielt hatte, wurde schließlich für ein Experiment an Mäusen ausgewählt.

Bei den Tieren wurde nach Laminektomie eine Querschnittlähmung auf Th10/11 erzeugt, die normaler­weise eine Lähmung der unteren Extremitäten verursacht hätte. Genau 24 Stunden später eröffneten die Forscher den Rücken erneut und injizierten wenige Mikroliter der supramolekularen Polymerlösung in das lädierte Rückenmark.

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