Wichtiger Faktor für die Entwicklung der Blut-Hirn-Schranke entdeckt
Göttinger Forscher untersuchten das seit langem bekannte Hunchback-Protein und fanden heraus, dass das Protein offenbar eine zentrale Rolle bei der Entwicklung der Blut-Hirn-Schranke spielt. Die Biologen wiesen bei Taufliegen nach, dass der Verlust der Protein-Funktion in einem Ausfall der Blut-Hirn-Schranke resultiert. Diese Schranke sorgt hauptsächlich dafür sorgt, dass das Gehirn mit Nährstoffen versorgt wird und Schadstoffe ferngehalten werden. Die Ergebnisse liefern neue Impulse für die Erforschung von Krankheiten, bei denen die Blut-Hirn-Schranke beeinträchtigt ist wie beispielsweise Multiple Sklerose und einige Arten von Schlaganfällen.
Biologinnen und Biologen der Universität Göttingen haben ihre Erkenntnisse über das Hunchback-Protein an Untersuchungen der Taufliege Drosophila melanogaster gewonnen. Zwar wurden die Versuche an Fliegen ausgeführt, dennoch lässt sich ein Vergleich zu Menschen ziehen, da laut den Wissenschaftlern die Blut-Hirn-Schranke der Taufliege ähnlich aufgebaut ist wie die des Menschen. Für die Bildung dieser Schutzhülle seien in verschiedenen Tiergruppen sehr ähnlich gebaute spezialisierte Zellen verantwortlich. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich im Fachjournal „PLoS Genetics“ publiziert.
Die Funktion der Blut-Hirn-Schranke
Die Blut-Hirn-Schranke ermöglicht durch eine Abgrenzung, dass das Blut im Nervengewebe des Gehirns ein besonderes Milieu aufrechterhalten kann. Dieser Vorgang wird Homöostase genannt. Die Blut-Hirn-Schranke, die hauptsächlich aus einer Barriere von Endothelzellen besteht, hat wichtige Schutzfunktionen, wie die Abwehr im Blut zirkulierender Krankheitserreger, Toxine und Botenstoffe. Die Funktion der Blut-Hirn-Schranke ist mit einem Filter zu vergleichen, der benötigte Nährstoffe durchlässt, entstandenen Stoffwechselprodukte abführt und Schadstoffe abblockt.
Blut-Hirn-Schranke erschwert medikamentöse Behandlungen
Bei einer Vielzahl neurologischer Erkrankungen erschwert die Blut-Hirn-Schranke die medikamentöse Behandlung, da viele Wirkstoffe von der Schranke abgeblockt werden und so nicht das gewünschte Ziel erreichen. Viele aktuelle Forschungsgebiete beschäftigen sich mit der Überwindung der Blut-Hirn-Schranke.
Das Fliegenauge lieferte den entscheidenden Hinweis
Entwicklungsbiologen kennen das Hunchback-Protein schon seit langem als wichtigen Faktor in der Embryonalentwicklung. Nun entdeckten die göttinger Forscher bei Untersuchungen der Gene im Taufliegenauge, dass viele Gene ebenfalls von dem Hunchback-Protein reguliert werden. „Von dieser Entdeckung motiviert haben wir die Funktion des Proteins genauer untersucht“, erklärt die Erstautorin Montserrat Torres Oliva vom Johann-Friedrich-Blumenbach-Institut für Zoologie und Anthropologie in einer Pressemitteilung der Georg-August-Universität Göttingen zu den Studienergebnissen.
Die Forscher schalteten die Blut-Hirn-Schranke in Fliegenhirnen ab
Zunächst beobachteten die Biologen, dass das Hunchback-Protein in speziellen Gliazellen aktiv ist. Diese wandern in das Fliegenauge ein, erfüllen dort ihre Funktion und verlassen das Auge anschließend in Richtung Gehirn. „Welche Aufgaben die Gliazellen dann dort erfüllen, war bislang völlig unklar“, erläutert der Leiter der Studie, Dr. Nico Posnien.
Ohne Hunchback-Funktion keine Blut-Hirn-Schranke
In weiteren Versuchen schalteten die Wissenschaftler das Protein ab. „Der Verlust der Hunchback-Funktion führte dazu, dass die Gliazellen nicht mehr korrekt gebildet werden konnten und in Fliegen mit unvollständigen Gliazellen war die Blut-Hirn-Schranke nicht intakt“, resümieren die Wissenschaftler. Die Ergebnisse seien neue Impulse für die Erforschung von Krankheiten, bei denen die Funktion der Blut-Hirn-Schranke beeinträchtigt ist. Dazu zählen beispielsweise Krankheiten wie Multiple Sklerose und Schlaganfall. (vb)
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