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Medizin

Wissenschaftler beschreiben bislang unbekannte Funktion von Blutgefäßen im Gehirn

Dienstag, 25. September 2018

/pankajstock123, stockadobecom

Frankfurt am Main – Blutgefäße im Gehirn dienen nicht nur der Versorgung des Organs mit Sauerstoff und Nährstoffen, sondern übernehmen weitere Aufgaben bei der Entwicklung von neuronalen Zellnetzwerken. Das berichten Wissenschaftler um Amparo Acker-Palmer vom Buchmann Institut für Molekulare Lebenswissenschaften und dem Institut für Zellbiologie und Neurowissenschaften der Goethe-Universität Frankfurt in der Fachzeitschrift Science (2018; doi: 10.1126/science.aao2861).

„Wir wissen seit einigen Jahren, dass das Gefäß- und Nervensystem einen sehr ähnlichen Bausatz verwenden, um sich zu entwickeln und zu funktionieren. Daher sind wir davon ausgegangen, dass solch ein gemeinsamer Bausatz auch dafür verwendet werden könnte, dass sich beide Systeme synchron entwickeln und miteinander kommunizieren, um so eine korrekte Hirnfunktion zu gewährleisteten“, erklärt Acker-Palmer. Die Arbeitsgruppe hat zunächst die Gefäßentwicklung in der Mäusenetzhaut als bewährtes Modell verwendet, um den Einfluss verschiedener Substanzen für das Gefäßwachstum zu untersuchen. Letztlich ging es den Forschern um die Kommuni­kation zwischen Blutgefäßen und neuronalen Zellen.  

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Bei ihren Untersuchungen entdeckten sie, dass ein Molekül namens „Reelin“, das die neuronale Migration beeinflusst, unabhängig davon auch in der Lage ist, mit einem sehr ähnlichen Signalmechanismus das Wachstum von Gefäßen zu beeinflussen, indem es den sogenannten ApoER2-Rezeptor und das Dab1-Protein in Endothelzellen aktiviert.

„Wir haben uns dafür entschieden, die Signalkaskade von Reelin aus den Endothel­zellen zu eliminieren und dann zu schauen, wie das die Organisation von Neuronen und Gliazellen in der Großhirnrinde beeinflusst“, erklärt Acker-Palmer das Vorgehen der Wissenschafter. Es zeigte sich bei ihren Untersuchungen, dass Endothelzellen die Neuronen zu ihrer korrekten Position in der Großhirnrinde leiten.

Als Wirkmechanismus konnten die Wissenschaftler zeigen, dass Endothelzellen Laminin sekretieren, das in der extrazellulären Matrix um die Gefäße angesammelt wird, um die Fasern der Gliazellen richtig zu verankern, die für die korrekte neuronale Migration und korrekte Entwicklung der Großhirnrinde notwendig sind.

Sie konnten außerdem belegen, dass die gleichen Signalkaskaden, die Endothelzellen in der Großhirnrinde benutzen, um neuronale Migration zu orchestrieren, auch dafür benutzt werden, die Kommunikation an der Blut-Hirn-Schranke herzustellen. „Einige neuropsychiatrische und neurodegenerative Störungen sind mit einer abnormalen neurovaskulären Kommunikation in Verbindung gebracht worden. Von daher ist es wesentlich, die Signalwege und Mechanismen in dieser Kommunikation zu verstehen, um neue Ansätze für die Behandlung von Demenz und psychische Erkrankungen zu finden“, so Acker-Palmer. © hil/aerzteblatt.de

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