Ein einzelnes Gen entscheidet während der Entwicklung eines Embryos darüber, wie viele Hirnzellen später zur Bildung des Gehirns zur Verfügung stehen. Das haben amerikanische und kanadische Forscher in Experimenten an genmanipulierten Mäusen herausgefunden. Das Gen namens GSK-3 bestimmt demnach, wie oft sich die Zellen teilen, die sich im weiteren Verlauf der Entwicklung in Nervenzellen verwandeln. Von dem Gen war bereits bekannt, dass es auch an der Entstehung von Krankheiten wie Schizophrenie, Depressionen oder der bipolaren Störung beteiligt ist.
Die Forscher untersuchten für ihre Studie Mäuse, bei denen das GSK-3-Gen während einer bestimmten Phase der Embryonalentwicklung ausgeschaltet war. In dieser Phase haben sich aus Stammzellen bereits sogenannte Progenitorzellen gebildet. Aus diesen Vorläuferzellen entwickeln sich Nervenzellen oder aber die Zellen, die später das verbindende Gewebe im Gehirn ausbilden. Durch das Ausschalten des Gens wurde die weitere Entwicklung der Vorläuferzellen zu Nervenzellen gestoppt ? die Zellen begannen jedoch, sich unaufhörlich zu teilen, beobachteten die Wissenschaftler. “Auf diese Weise füllte sich das sich entwickelnde Gehirn mit diesen Zellen, die sich nicht in reife Nervenzellen verwandelten”, erklärt Studienleiter William Snider.
Die Forscher wollen nun in weiteren Versuchen während dieser Entwicklung das GSK-3-Gen wieder aktivieren, so dass die entstandenen Zellen wieder zu Nervenzellen heranreifen. Auf diese Weise ließen sich Mäuse züchten, denen drei- bis viermal so viele Hirnzellen zur Verfügung stehen wie gewöhnlichen Tieren. Welche Auswirkung dies auf die kognitiven Leistungen der Tiere haben wird, ist noch unklar, da diese nicht nur von der Zahl der Nervenzellen, sondern auch von ihrer Verschaltung abhängt.
Welche Auswirkungen die Ergebnisse auf den Behandlung neuropsychiatrischer Krankheiten wie Schizophrenie oder der bipolaren Störung haben, an denen das Gen wohl ebenfalls beteiligt ist, können die Wissenschaftler noch nicht sagen. Möglicherweise legten sie jedoch nahe, beim Einsatz von Substanzen wie beispielsweise Lithium, die in die Wirkung der von GSK-3 gesteuerten Prozesse eingreifen, besonders vorsichtig zu sein. Lithium ist bisher ein gängiges Mittel zur Behandlung der bipolaren Störung.
William Snider (Universität von North Carolina in Chapel Hill) et al.: Nature Neuroscience, doi: 10.1038/nn.2408 ddp/wissenschaft.de – Ulricht Dewald
