Die Injektion von „tanzenden Molekülen“ könnte Lähmungen verhindern oder rückgängig machen, zeigt eine neue Studie mit Mäusen

• Wissenschaftler entwickelten eine Injektion, die bei Mäusen mit Rückenmarksverletzungen Lähmungen zu verhindern scheint.
• Sie hoffen, dass es auch beim Menschen Lähmungen verhindern oder umkehren könnte.
• Die Behandlung verwendet “tanzende Moleküle”, um Zellen zu reparieren und zu regenerieren.

Samuel Stupp hat nach seiner 40-jährigen Karriere als Wissenschaftler nicht viele Überraschungen in seinem Labor erwartet. Doch kürzlich geschah etwas Magisches: Sein Forschungsteam an der Northwestern University entwickelte eine Injektion, die Mäuse mit Rückenmarksverletzungen vor einer Lähmung zu bewahren schien.

EIN Papier Das letzte Woche in der Zeitschrift Science veröffentlichte skizziert, wie die erste Therapie ihrer Art funktioniert – ein komplexer Prozess, der tanzende Moleküle, elektrische Signale und wachsende Blutgefäße beinhaltet.

„Es ist die wichtigste Arbeit, die ich je geschrieben habe, weil ich noch nie so viele Teile der Wissenschaft so tief integriert habe“, sagte Stupp, Professor an der Northwestern, gegenüber Insider.

Im Moment können keine bestehenden Therapien eine Lähmung rückgängig machen – und Rückenmarksverletzungen heilen nicht von selbst. Daher verlassen sich die Patienten auf entzündungshemmende Medikamente und Physiotherapie, um Schmerzen zu lindern und Verletzungen auf kleine Weise zu reparieren.

Stupps Therapie hingegen hat das Potenzial, eine Lähmung bei Menschen mit schweren Rückenmarksverletzungen zu verhindern – vorausgesetzt, die Ergebnisse seiner Mäusestudie gelten auch für den Menschen. Schließlich, sagte er, könnte eine neue Version derselben Behandlung den Menschen helfen, das Gefühl oder die Bewegung wiederzuerlangen, nachdem die Lähmung bereits eingetreten ist.

„Tanzende Moleküle“ helfen den Zellen, sich selbst zu reparieren und zu regenerieren

Eine Rückenmarksverletzung schädigt oder durchtrennt Axone – die langen Schwänze von Neuronen (Nervenzellen), die elektrische Signale übertragen, die den Körper anweisen, zu fühlen oder sich zu bewegen. Nach einer Verletzung baut sich oft Narbengewebe auf, das die Regeneration von Axonen verhindert, weshalb Menschen dauerhaft gelähmt werden.

Stupps Therapie reduzierte nicht nur Narbengewebe, sondern regenerierte bei Mäusen auch Axone. Es hat auch Myelin neu gebildet – eine Fettschicht, die Axone umhüllt, wie die Isolierung, die elektrische Drähte umgibt – was das Wachstum der Axone unterstützt. Darüber hinaus signalisierte es dem Körper, Blutgefäße zu produzieren, die für die Selbstreparatur der Zellen notwendig sind.

Mäuse mit Wirbelsäulenverletzungen in der Studie konnten innerhalb von vier Wochen nach der Behandlung wieder gehen.

Das Medikament wird am Tag nach der Verletzung als flüssige Injektion verabreicht. Diese Flüssigkeit enthält winzige Fasern – jede besteht aus Hunderttausenden von Molekülen, die miteinander verbunden sind. Sobald die Flüssigkeit das Rückenmarksgewebe berührt, bilden diese Fasern ein Gel.

“Unsere winzigen Fasern kollabieren zu einem Netzwerk oder einer Matrix, die wie natürliches Gewebe aussieht”, sagte Stupp. “Dies ist wahrscheinlich ein Grund, warum es so sicher und biokompatibel und so effektiv ist – weil Zellen eine Umgebung sehen, die dem, was sie normalerweise sehen, sehr ähnlich ist.”

Sobald die Therapie im Körper eingeführt ist, ist sie bereit, ihre Hauptfunktion zu erfüllen: Zellen anzuweisen, sich selbst zu reparieren und zu regenerieren. Stupps Forschungsteam hat die Moleküle so programmiert, dass sie sich bewegen oder “tanzen”, indem sie ihre Aminosäureketten mutieren. Das erhöhte die Wahrscheinlichkeit, dass die Moleküle mit Zellrezeptoren in Kontakt kommen, den Proteinen, die die elektrischen Signale des Körpers empfangen.

“Die Moleküle in diesen winzigen Fasern sind sehr dynamisch”, sagte Stupp. “Sie können reversibel aus der Faser springen und wieder in die Faser zurückkehren. Sie tanzen nur herum.”

Durch die Berührung von Zellrezeptoren lösen die Moleküle die Regeneration von Axonen, die Neubildung von Myelin und das Wachstum von Blutgefäßen aus. Je mehr die Moleküle tanzten, desto erfolgreicher schien die Behandlung die Lähmung zu verhindern.

Forscher hoffen, das Medikament als nächstes in Studien am Menschen untersuchen zu können

Die tanzenden Moleküle seien “eine wahre Entdeckung für jede Art der Therapie von Krankheiten”, sagte Stupp. Schließlich, sagte er, könnten sie verwendet werden, um Gewebe in anderen Teilen des zentralen Nervensystems zu regenerieren. Das deutet darauf hin, dass ähnliche Medikamente bei der Behandlung von Schlaganfällen oder neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer helfen könnten.

Doch zunächst muss Stupp nachweisen, dass die Rückenmarksbehandlung beim Menschen wirkt. Menschen sind keine Mäuse, daher lassen sich die Ergebnisse erfolgreicher Tierversuche oft nicht auf Menschen übertragen.

Stupp plant, seine Forschung Anfang 2022 bei der Food and Drug Administration einzureichen, sagte er. Unter der Annahme, dass die FDA die Zulassung genehmigt, hofft Stupp, dass das Medikament direkt in Studien am Menschen vordringen könnte – vielleicht bei Menschen mit schweren Rückenmarksverletzungen, für die keine anderen Behandlungen verfügbar sind.

Er sei optimistisch, dass das Medikament beim Menschen sicher sei, fügte er hinzu, da es hauptsächlich aus im Körper natürlich vorkommenden Verbindungen wie Lipiden und Aminosäuren besteht. Es ist auch biologisch abbaubar, was bedeutet, dass der Körper es leicht abbaut.

„Die Therapie ist im Grunde in wenigen Wochen komplett weg“, sagte Stupp. “Es wird biologisch zu Nährstoffen für die Zelle abgebaut.”

Die Behandlung scheine eine lang anhaltende Wirkung zu haben, fügte Stupp hinzu – obwohl die Forscher Mäuse nach der Injektion nur 12 Wochen lang beobachteten.

“Ich sehe keinen Grund, warum es nicht dauerhaft sein sollte”, sagte er.

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