Die Entdeckung könnte zu einer besseren Erholung nach Schlaganfall führen

Susan Lim: Transplant cells, not organs (Juni 2019).

Anonim

UCLA-Forscher haben ein Molekül identifiziert, das nach einem Schlaganfall Gehirngewebe signalisiert, um neue Verbindungen zu bilden, um den Schaden zu kompensieren und Reparaturen am Gehirn einzuleiten.

Der Befund könnte schließlich zu einer neuen Behandlung führen, um die Gehirnreparatur und funktionelle Erholung bei Menschen zu fördern, die einen Schlaganfall erlitten haben, der die Hauptursache für ernsthafte langfristige Behinderungen bei Erwachsenen ist.

Die Studie, die in einem Tiermodell durchgeführt wurde, war die erste, die den Wachstumsdifferenzierungsfaktor 10 oder GDF10 identifizierte, ein Molekül, das bisher keine bekannte Rolle im erwachsenen Gehirn hatte, sagte Dr. S. Thomas Carmichael, Seniorautor der Studie und Professor und stellvertretender Vorsitzender für Forschung und Programme in der UCLA-Abteilung für Neurologie.

"Das Gehirn hat eine begrenzte Kapazität für die Erholung nach Schlaganfall", sagte Carmichael. "Die meisten Schlaganfallpatienten werden nach ihrem ersten Schlaganfall besser, aber wenige erholen sich vollständig. Wenn die Signale, die zu dieser begrenzten Erholung nach einem Schlaganfall führen, identifiziert und in eine Behandlung umgewandelt werden, könnte es möglich sein, die Hirnreparatur nach einem Schlaganfall zu verbessern."

Die Studie erscheint am 26. Oktober 2015 in der Online-Vorausausgabe der Fachzeitschrift Nature Neuroscience .

Die fast fünfjährige Studie zeigte auch, dass GDF10 nach einem Schlaganfall bei Menschen und bei vielen verschiedenen Tieren freigesetzt wird. Carmichael und sein Team begannen damit, zu bestimmen, welche Moleküle im Gehirn während der Erholungsphase nach einem Schlaganfall häufiger werden, und listet alle Gene auf, die hoch- oder runterreguliert sind, die die Forscher zuvor in einer früheren Studie identifiziert hatten.

Carmichael sagte, Forscher glauben, dass eines der Moleküle auf der Liste ein Signal sein könnte, das dem Gehirn sagt, sich nach einem Schlaganfall selbst zu reparieren, und sie suchten nach den Molekülen, die nach Schlaganfall den größten Anstieg im Gehirn aufwiesen. Nach der Entdeckung, dass GDF10 ein mögliches Signal für die Reparatur des Gehirns war, analysierte das Team das Molekül in einer Petrischale.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass GDF10 die Fähigkeit von Gehirnzellen fördert, neue Verbindungen zu bilden, und sie identifizierten die Signalisierungssysteme, die den Prozess steuern.

"Wir fanden heraus, dass GDF10 nach Schlaganfall neue Verbindungen im Gehirn induziert und dass dies die Wiederherstellung der Fähigkeit zur Kontrolle körperlicher Bewegung vermittelt", sagte Carmichael.

Schließlich identifizierte das Team alle Moleküle, die durch GDF10 in Gehirnzellen nach einem Schlaganfall ein- oder ausgeschaltet wurden, und verglich die RNA der Zellen mit RNA in vergleichbaren Zellen während der Gehirnentwicklung und des normalen Lernens und mit RNA in den Gehirnzellen von Menschen mit anderen Krankheiten.

Sie fanden heraus, dass GDF10 eine einzigartige Sammlung von Molekülen reguliert, die die Erholung nach einem Schlaganfall verbessert. Die Entdeckung zeigt, dass nach einem Schlaganfall regenerierendes Hirngewebe ein einzigartiger Prozess ist und nicht nur eine Reaktivierung der Moleküle, die in der Gehirnentwicklung aktiv sind.

Das Team verabreichte den Tieren, die Schlaganfälle hatten, GDF10 und kartierte dann die Verbindungen im Gehirn, die mit der Körperbewegung verbunden sind. Sie verglichen diese mit den Verbindungen bei Tieren, die einen Schlaganfall erlitten hatten, aber GDF10 nicht erhielten, bei Tieren mit gesunden Gehirnen und bei Tieren, die einen Schlaganfall erlitten hatten und einen reduzierten GDF10-Spiegel aufwiesen.

"Die Ergebnisse zeigten, dass GDF10 normalerweise für den sehr begrenzten Prozess der Bildung neuer Verbindungen nach einem Schlaganfall verantwortlich ist", sagte Carmichael. "Durch die Bereitstellung von mehr GDF10 wird die Bildung neuer Verbindungen deutlich verbessert, und zwar hauptsächlich in einem bestimmten Gehirnkreislauf. Die Bildung von Verbindungen in diesem Kreislauf mit der GDF10-Verabreichung hat die Wiederherstellung der Gliedmaßenkontrolle nach einem Schlaganfall erheblich verbessert."

In Zukunft wollen Carmichael und sein Team ein kleines Molekül identifizieren, das die GDF10-Signalsysteme aktiviert und möglicherweise zur Entwicklung eines Medikaments führen könnte, das die Erholung von Schlaganfällen fördert.