Medizin: Forschungsteam transplantiert erfolgreich Gehirnzellen

Forscher:innen aus Dänemark ist es gelungen, Zellen, die in der Lage sind, spezialisierte Hirnzellen auszubilden, in die Gehirne von Mäusen einzupflanzen. Dort konnten diese Zellen nicht nur erkrankte, sondern auch alte Zellen ersetzen. Die Arbeit der Wissenschaftler:innen öffnet die Tür für neue Behandlungsmethoden für Krankheiten wie multiple Sklerose, ALS, Alzheimer, Autismus und Schizophrenie.

Vorläuferzellen in Gehirne transplantiert

Unter „Gliazellen“ versteht man die Zelltypen, die das Unterstützungssystem für Nervenzellen ausbilden. Ausgangspunkt sind die sogenannten Glia-Vorläuferzellen (human glial progenitor cells – hGPCs), die in verschiedene Subtypen differenzieren können, die für spezielle Funktionen vorgesehen sind, darunter Astrozyten und Oligodendrozyten.

Astrozyten sind ein Hauptbestandteil unseres zentralen Nervensystems und unterstützen und beschützen Neuronen. Sie transportieren Nährstoffe und entfernen Abfallstoffe. Oligodendrozyten wiederum wiederum versorgen die Myelinscheide, die teilweise die Axone des Nervensystems umschließt und von entscheidender Bedeutung für die Reizweiterleitung ist.

Nicht richtig funktionierende Astrozyten und Oligodendrozyten werden mit verschiedenen neurodegenerativen und neuropsychischen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Die Fähigkeit von hGPCs, zu neuen Astrozyten oder Oligodendrozyten zu werden, brachte Forscher:innen der Universität Kopenhagen auf den Gedanken, diese Zellen einzusetzen, um Gehirnfunktionen wieder herzustellen.

Die Forscher:innen konnten vorher schon zeigen, dass gesunde hGPCs in einem Mäusemodell in der Lage sind, erkrankte Gliazellen im Falle der Huntington-Krankheit zu ersetzen. In ihrer aktuellen Studie wollten sie untersuchen, ob gesunde hGPCs auch in der Lage wären, menschliche Gehirnzellen zu ersetzen. Dafür injizierten sie menschliche Stammzellen, die von Menschen mit der Huntington-Krankheit stammten, in Mäuse. Anschließend brachten sie die gesunde Vorläuferzellen in das Gehirn der Tiere ein. Die Forscher:innen fanden heraus, dass diese gesunde Zellen die erkrankten komplett ersetzen konnten.

„We transplanted the healthy human cells into the mice that were ‘humanized’ with the mutant Huntington-expressing glia, and the healthy glial cells outcompeted and replaced the diseased glia, actually eradicating the diseased glial population„, erklärt Steven Goldman, einer der Autoren der Studie.

Nicht nur kranke Zellen wurden ersetzt

Interessanterweise fanden die Forscher:innen heraus, dass die jüngeren, gesunden hGPCs nicht nur die erkrankten Zellen ersetzten, sondern auch gesunde, alte Zellen. Diese Entdeckung war für das Team von großer Bedeutung, bedeutet sie doch, dass eine Behandlung mit hGPCs potenziell bei vielen Erkrankungen möglich wäre.

„That told us that it wasn’t just a question of healthy cells outcompeting the diseased cells of Huntington’s disease, but that this was much broader in terms of its potential use, because we could go into all sorts of disease targets where we have older or diseased glial populations. The advantage is significant in terms of where this could go because there are all sorts of diseases of glial cells„, so Goldman weiter.

Gliazellen spielen bei der Entwicklung bestimmter Krankheiten wie etwa ALS, multiple Sklerose, Parkinsons und Alzheimer eine entscheidende Rolle. Aber auch das Autismus-Spektrum, bipolare Störungen und Schizophrenie werden mit erkrankten Gliazellen assoziiert.

„ If we can replace the diseased and aged cells, then we should be able to restore aspects of normal function in these degenerative diseases, as we have seen with our experimental models of Huntington’s disease. But that’s basically a proof of principal because we think the same thing would work in some of these other diseases as well. In ALS, some of the frontotemporal dementias, and even in some of the hereditary schizophrenias, as well as in the myelin diseases and age-related white matter loss„, führt Goldman aus.

Klinische Studien in den nächsten Jahren

Die Forscher:innen schlagen vor, die Effizienz von hGPC-Transplantationen an der Huntington-Krankheit und zwei anderen neurodegenerativen Erkrankungen in klinischen Studien zu untersuchen. Diese Studien sollen in den nächsten Jahren bereits beginnen können. „Things are fairly far along. We still need to be absolutely sure of the long-term safety of the cells after we transplant them. But we are expecting to have that data in about a year and a half. At that point, we hopefully can get approval to go into patients, so I would hope that we could initiate trials of this approach within two years from now„, erklärt Goldman.

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