Fruchtfliegenforschung entdeckt neue Wege zur Reparatur von Hirnschäden

Forscher der Duke-NUS Medical School in Singapur haben die Regenerationsfähigkeit von verletzten Fortsätzen ruhender neuronaler Stammzellen (NSC) bei Fruchtfliegen identifiziert. Die im August 2023 in Developmental Cell veröffentlichten Ergebnisse etablieren Fruchtfliegen-NSC als neues Modell zum Verständnis neuronaler Regeneration, was potenziell zu Behandlungen zur Reparatur von Schäden in alternden menschlichen Gehirnen führen könnte.

Die Studie ist die erste, die zeigt, dass abgetrennte Fortsätze von Fruchtfliegen-NSC regenerieren können. Diese Fähigkeit nimmt mit dem Alter ab, was die begrenzte Fähigkeit von Säugetierneuronen widerspiegelt, beschädigte Verbindungen im Alter wieder wachsen zu lassen.

Die Forscher stellten fest, dass der Golgi-Apparat, ein Organell, das für die Verarbeitung und Sortierung von Proteinen zuständig ist, eine entscheidende Rolle bei dieser Regenerationsfähigkeit spielt. Er fungiert als Organisationszentrum für Mikrotubuli in ruhenden NSC. Mikrotubuli bieten den Zellen strukturelle Unterstützung, transportieren Substanzen und sind für die neuronale Signalübertragung unerlässlich.

Die Studie identifizierte auch zwei Golgi-Proteine, Arf1 und Sec71, die für die Reaktivierung wichtig sind. Zusammen mit dem Mikrotubuli-bindenden Protein Msps initiieren sie das Wachstum von Mikrotubuli und aktivieren so die ruhenden Stammzellen. Frühere Forschungen desselben Teams haben ebenfalls die Rolle des Proteins Patronin bei der Wiedererweckung ruhender NSC hervorgehoben.

Diese Ergebnisse deuten auf einen neuartigen Weg hin, der Golgi-Proteine und Mikrotubuli-Regulatoren beinhaltet, um ruhende NSC in aktive, proliferierende Zustände umzuwandeln. Dies könnte zu neuen Methoden zur Stimulierung der NSC-Aktivierung zur Behandlung von Verletzungen und neurodegenerativen Erkrankungen führen und Potenzial für zukünftige Therapien für alternde Gehirne bieten.