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Mögliche Ansätze für die Entwicklung einer Therapie für rückenmarkverletzte Patienten

Wir halten fest: Im erwachsenen Rückenmark und Gehirn besteht nicht nur ein Mangel an wachstumsinduzierenden Faktoren, sondern es gibt auch Substanzen, die das Nervenwachstum hemmen. Schaltet man die letzteren aus, haben ZNS-Neurone unter günstigen Bedingungen die Fähigkeit, ihre verletzten Nervenfasern nachwachsen, d.h. regenerieren zu lassen.

Aus diesen Erkenntnissen ergeben sich verschiedene mögliche Ansatzpunkte zur Entwicklung einer Therapie für querschnitt- und eventuell auch für hirnverletzte Patienten:

1. Die Axonregeneration fördern

Hemmende Faktoren verhindern das Auswachsen von Nervenfasern und somit die Ausbildung neuer Verknüpfungen im erwachsenen Rückenmark. Es muss somit in der Nähe der Verletzung eine wachstumsfreundliche Umgebung geschaffen werden. Die lokale Verabreichung von Wachstumsfaktoren (meist in den Liquor) mittels Minipumpen oder gentherapeutischer Techniken wurde getestet. Sie führte jedoch in erster Linie zu einer lokalen Aussprossung von Axonen anstelle der angestrebten Regeneration über grössere Distanzen. Die Neutralisierung von wachstumshemmenden Myelinkomponenten ist hingegen eine Erfolg versprechende Methode. Sie führt nicht nur zum Auswachsen von Axonen sondern auch zu einer funktionellen Erholung. Diese Antikörper sollten in den ersten Tagen nach der Rückenmarkverletzung gegeben werden. Die Behandlung einer chronischen Verletzung dürfte in manchen Fällen weitaus komplexer sein, weil das regenerative Potential vermutlich mit der Zeit abnimmt.

2. Die Ausweitung der eigentlichen Verletzung und somit der Ausbildung der Glianarbe verhindern

Der Gewebeverlust durch die primäre mechanische Schädigung wird von einem Entzündungsprozess begleitet. In den 1990er-Jahren wurde in einer klinischen Studie gezeigt, dass querschnittgelähmte Patienten von der Gabe des entzündungshemmenden Kortikosteroids Methylprednisolon profitieren könnten. Wenn dieses während der ersten acht Stunden nach der Verletzung in hohen Dosen verabreicht wurde, konnte bei einigen Patienten eine (zwar bescheidene) funktionelle Erholung festgestellt werden.

3. Die Glianarbe ersetzen durch Gewebebrücken

Die Glianarbe stellt eine Barriere für regenerierende Axone dar. Könnte die Glianarbe entfernt und mit durchlässigem Gewebe oder auch künstlichem Material ersetzt werden, so würde eine regenerationsfreundlichere Umgebung geschaffen. Allerdings können damit die entfernten Zielzellen nachwachsender Nervenzellen oft nicht erreicht werden. Für eine Transplantation von regenerationsfördernden Zellen in die Narbe bieten sich beispielsweise embryonale Stammzellen oder Hüllzellen des Riechnervs an. Solche Zellen könnten die Nervenfasern beim Auswachsen führen und eine Axonregeneration unterstützen. In Tierexperimenten konnte gezeigt werden, dass die Transplantation solcher Zellen in ein verletztes Rückenmark zur verbesserten Regeneration, Remyelinisierung verletzter Nervenfasern und zu funktioneller Erholung führen kann. Nachteile von Stammzellen sind, dass sie noch wenig erforscht sind und beispielsweise in unerwünschte Zelltypen differenzieren könnten, oder dass es zu einer ungehinderten Zellvermehrung und zu einer Tumorbildung kommen könnte.

4. Die Demyelinisierung der Axone kompensieren

Die Myelinscheide dient der elektrischen Isolation der Axone und ermöglicht eine sehr schnelle Erregungsleitung. Für die Myelinisierung sind im ZNS die Oligodendrozyten, die die Axone vielfach umhüllen, verantwortlich. Die Entzündungsreaktion, die auf die primäre Verletzung folgt, führt unter anderem zu einer Schädigung der Oligodendrozyten und somit zu einer Entmyelinisierung von verletzten aber auch intakten Nervenfasern. Eine Remyelinisierung dieser Fasern könnte beispielsweise durch eine Transplantation von Stammzellen, die zu Oligodendrozyten differenzieren, erreicht werden, ähnlich wie in Punkt 3 beschrieben.

5. Abgestorbene Zellen ersetzen

In den ersten Stunden nach der Verletzung kommt es zu kleinen Blutungen und Verstopfungen von verletzten Blutgefässen und zu einer Anschwellung des Rückenmarks. Diese Prozesse sind für den nachfolgenden Zelltod mitverantwortlich, da sie den Sauerstoff- und Nährstofftransport zu den Zellen unterbrechen und die Freisetzung toxischer Substanzen induzieren. Weil es zum Absterben verschiedener Zelltypen wie Nervenzellen und Oligodendrozyten kommt, wird wiederum viel Hoffnung in Stammzellen gesetzt, die zu verschiedenen Zelltypen ausdifferenzieren können.

Die beste Therapie wird vermutlich in Zukunft eine Kombination von drei Ansätzen sein: Die Verminderung der Ausweitung des Gewebeschadens im Rückenmark, die Wachstumsstimulation verletzter Axone, die sowohl zur Regeneration dieser Axone als auch zu neuen Verbindungen mit den richtigen Zielzellen führt, sowie aktive und passive Bewegungstherapie, um die Beweglichkeit zu fördern, Spastik vorzubeugen und noch intakte Nervenverbindungen zu erhalten.