Schlaganfall: Neues Zielprotein gefunden
Würzburger Forscher haben ein Protein identifiziert, das bei Schlaganfällen für das Absterben von Nervenzellen im Gehirn mitverantwortlich ist. Für die Therapie eröffnet das neue Perspektiven.
Nervenzellen besitzen große Mengen des Kalzium-Sensormoleküls STIM2, hier mit einem roten Fluoreszenzfarbstoff sichtbar gemacht. Es befindet sich überwiegend in der Region um den blau angefärbten Zellkern und spielt bei Schlaganfällen eine Rolle. Der grüne Farbstoff zeigt an, dass es sich tatsächlich um Nervenzellen handelt; die Skalierung entspricht 10 Mikrometern.
Rudolf-Virchow-Zentrum
Wie Schlaganfälle entstehen? Meistens verstopft ein Gerinnsel die Blutgefäße, die das Gehirn versorgen. Zu wenig Blut und zu wenig Sauerstoff kommen dann im Gehirn an; als Folge davon sterben Nervenzellen ab.
"Beim Tod der Nervenzellen spielt ein massiver Import von Kalzium-Ionen in die Zellen eine wichtige Rolle", erklärt Professor Bernhard Nieswandt vom Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg. Die genauen Details über diesen Vorgang seien bislang allerdings unklar.
Sensor-Protein treibt Kalziumpegel hoch
Über die Regulation des Kalzium-Einstroms in die Nervenzellen war bislang wenig bekannt. Ein möglicher Kalzium-Regulator ist das Sensor-Protein STIM1: In Blutzellen misst es die Kalzium-Konzentration. Ist der Pegel zu niedrig, stimuliert es den Import. Eine ähnliche Rolle von STIM1 wurde auch für Nervenzellen vermutet.
Anders als bislang angenommen ist es aber nicht STIM1, das bei einer Mangeldurchblutung des Hirns die Schleusen für Kalzium öffnet. Verantwortlich dafür ist vielmehr STIM2 - ein verwandtes Protein, dem die Wissenschaft bislang eine minder wichtige Rolle zugedacht hatte. Das berichtet Bernhard Nieswandt mit Kollegen aus Würzburg und Leipzig in der Zeitschrift Science Signaling.
Nervenzellen kommen ohne STIM2 besser davon
Das Forschungsteam fand heraus: Besitzen Nervenzellen kein STIM2, überleben sie eine unzureichende Blut- oder Sauerstoffversorgung deutlich besser als normale Nervenzellen. Dieser Nachweis gelang an Zellkulturen und an Mäusen. Die nach einem Schlaganfall geschädigten Hirnbereiche waren in Abwesenheit von STIM2 um mehr als die Hälfte kleiner.
Mögliche Therapie: Blockade von STIM2
Was Schlaganfall-Patienten von dieser Erkenntnis haben? Vorerst noch nichts. Aber den Wissenschaftlern bietet sich nun ein neuer Ansatzpunkt, über den sie die Therapie und Vorbeugung vielleicht verbessern können.
"Falls sich das STIM2-Protein durch ein Medikament blockieren ließe, mildert das womöglich die Folgen eines ischämischen Schlaganfalls. Bei Schlaganfallpatienten treten häufig Lähmungen sowie Gefühls- und Sprachstörungen auf, die sich durch die bisherigen Therapieverfahren nur unzureichend beeinflussen lassen", erklärt Professor Guido Stoll von der Neurologischen Klinik der Universität Würzburg.
Als nächstes wollen die Forscher untersuchen, welche Kalzium-Kanäle in den Nervenzellen durch STIM2 geöffnet werden und wie man diesen Prozess durch Substanzen beeinflussen kann.
Wissenschaftler aus Würzburg und Leipzig beteiligt
Beteiligt waren an der Arbeit folgende Wissenschaftler der Universität Würzburg: Alejandro Berna-Erro, Attila Braun, David Stegner und Bernhard Nieswandt vom Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin/DFG-Forschungszentrum; Guido Stoll, Christoph Kleinschnitz, Michael Schuhmann und Sven Meuth von der Neurologischen Klinik; Thomas Wultsch von der Psychiatrischen Klinik. Außerdem Robert Kraft und Jens Eilers vom Institut für Physiologie der Universität Leipzig.
Originalveröffentlichung: Alejandro Berna-Erro et al.; "STIM2 Regulates Capacity Ca2+ Entry in Neurons and Plays a Key Role in Hypoxic Neuronal Cell Death"; Science Signaling, Vol. 2, Issue 93, p. ra67, 20. Oktober 2009
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