Wie bei anderen Verletzungen kann auch bei Verletzungen des Rückenmarks eine spontane Reparatur durch den Körper erfolgen. Dies ist jedoch nur bei teilweisen Verletzungen der Fall, nicht bei einer vollständigen Durchtrennung des Rückenmarks. Mark Anderson, Seniorautor der Studie, Leiter der Abteilung für die Regeneration des zentralen Nervensystems am Neurorestore-Zentrum und Forscher am Wyss Center für Bio- und Neuroengineering, erinnert sich: "Wir haben das Nachwachsen von Nerven durch eine Verletzung bereits vor fünf Jahren nachgewiesen. Aber wir stellten fest, dass dies nicht ausreichte, um motorische Funktionen wiederherzustellen, da die neuen Fasern es versäumten, sich an den richtigen Stellen auf der anderen Seite der Läsion zu verbinden."
Mithilfe der hochmodernen Ausrüstung, die ihnen auf dem Campus Biotech der EPFL in Genf zur Verfügung steht, führten die Forscher in Zusammenarbeit mit ihren Kollegen von der UCLA und der Harvard Medical School umfangreiche Analysen durch, um zu verstehen, welche Art von Neuronen an dieser natürlichen Regeneration beteiligt ist. "Beobachtungen mittels nuklearer RNA-Sequenzierung auf der Ebene der einzelnen Zellen zeigten die Axone, die von der Regeneration profitierten, aber auch die Ziele, an die sie sich anschließen müssen, um die motorischen Funktionen wiederherzustellen", sagt Jordan Squair, Erstautor der Studie, die am 22. September 2023 in Science veröffentlicht wird.
Auf dem Weg zu einer Kombination der Ansätze
Diese Entdeckung legte den Wissenschaftlern die Entwicklung einer Gentherapie nahe, die das Wachstum der relevantesten Neuronen aktiviert, das Nachwachsen der Nerven durch die Läsion mit Proteinen verstärkt und sie mithilfe von Leitmolekülen zu ihrem Implantationsort auf der anderen Seite der Läsion führt. "Wir haben uns also auf das gestützt, was wir über die natürliche Funktionsweise der Regeneration verstanden haben, um eine therapeutische Strategie zu entwickeln, die die Regeneration nach einer teilweisen Verletzung nachahmt", sagt Jordan Squair.Mäuse mit einer vollständigen Rückenmarksverletzung konnten durch diese Behandlung eine Beweglichkeit erlangen, die an die von Nagetieren erinnerte, die sich von einer teilweisen Verletzung spontan erholt hatten. Diese Ergebnisse zeigen eine bislang unbekannte Voraussetzung für die Rückkehr bestimmter motorischer Funktionen.
Wir glauben, dass diese Gentherapien mit den anderen von uns entwickelten Strategien, bei denen das Rückenmark elektronisch stimuliert wird, zusammenwirken werden", erklärt Gregoire Courtine, der zusammen mit Jocelyne Bloch und Jocelyne Bloch Direktor von Neurorestore ist. Wir sind davon überzeugt, dass eine umfassende Behandlung einer Rückenmarksverletzung in Zukunft beide Ansätze parallel nutzen muss - den biologischen, der das effektive Nachwachsen von Nervenfasern ermöglicht, und den auf unseren flexiblen Implantaten basierenden, der die effektive Kommunikation zwischen dem Gehirn und den für die Mobilität zuständigen Neuronen wiederherstellt."
Dieser Ansatz ist vielversprechend, aber zum jetzigen Zeitpunkt noch äußerst bahnbrechend. Es wird noch viele Jahre dauern, bis diese Forschungsergebnisse in Behandlungsmöglichkeiten für Patienten umgewandelt werden können.
