Wenn das Rückenmark von Zebrafischen verletzt wird, leiden auch sie an Lähmungserscheinungen, ähnlich wie Menschen nach einem Unfall. Doch bei den Fischen setzt ein Heilungsprozess ein: Die sogenannten Gliazellen bilden zunächst eine Brücke zwischen den Enden des durchtrennten Rückenmarks. Anschließend sprießen Nervenzellen ein – die Unterbrechung wird dadurch geschlossen. Nach etwa acht Wochen hat sich das Rückenmark der Fische auf diese Weise regeneriert und die Lähmungserscheinungen sind verschwunden. Bei Säugetieren ist die Sache hingegen kniffliger als bei den Fischen: Vor allem weil sich Narbengewebe um die Verletzung bildet, wird eine erneute Verknüpfung blockiert.
Den Drahtziehern des Heilungsprozesses auf der Spur
“Es handelt sich um ein erstaunliches Regenerations-System der Natur”, sagt Kenneth Poss von Duke University in Durham. “Vor dem Hintergrund der derzeit wenig erfolgreichen Therapien zur Reparatur von Rückenmarksgewebe, erforschen wir Tiere wie den Zebrafisch, um Hinweise zu bekommen, wie sich Regeneration stimulieren lässt”. Er und seinen Kollegen durchtrennten dazu bei einigen Versuchstieren das Rückenmark und erfassten dann die Substanzen beziehungsweise die Gene, die während des Heilungsprozesses bei den Fischen aktiv wurden.
Unter Dutzenden von Genen, die bei den Verletzungen stark aktiviert wurden, identifizierten die Forscher sieben, die für die Produktion von Eiweißmolekülen zuständig sind, die von Zellen abgesondert werden. Eines dieser Proteine, der Wachstumsfaktor CTGF, erweckte ihr besonderes Interesse, weil er in den Gliazellen gebildet wurde, welche die Brücke in den ersten zwei Wochen nach der Rückenmarks-Verletzung aufbauen. “Wir vermuteten, dass CTGF wichtig sein könnte, da es nach der Verletzung nur in spezifischen Zellen aktiviert wurde”, sagt Co-Autor Mayssa Mokalled.
Um diese Vermutung zu untermauern, löschten die Forscher das Gen für CTGF auf gentechnischem Wege aus dem Erbgut einer Zuchtlinie von Zebrafischen. Experimente mit diesen Versuchstieren zeigten dann: Verletzungen ihres Rückenmarks heilten nicht mehr – CTGF muss demnach eine wichtige Funktion im Rahmen des Regenerationsprozesses bei den Fischen spielen.
Potenzial für die Medizin?
Interessanterweise gibt es CTGF nicht nur bei den Fischen: Der Mensch besitzt ein analoges Protein, dessen Struktur sich nur um zehn Prozent von der des Fisch-CTGF unterscheidet. Als die Forscher nun den Zebrafischen ohne eigenes CTGF die menschliche Form nach der künstlichen Rückenmarksverletzung verpassten, geschah etwas Spannendes: Es wirkte und ermöglichte eine Regeneration des Rückenmarks im Rahmen von zwei Wochen. “Die gelähmten Fische schwammen wieder – der Effekt des Proteins ist beeindruckend”, so Mokalled.
