Wenn im Organismus von Mensch und Tier Gewebe zerstört wird und Zellen zu Grunde gehen, kann der Körper sich selbst helfen. Dazu besitzt er verschiedene Stammzellen: so genannte adulte Stammzellen. Aus ihnen entstehen neue Zellen, die das zerstörte Gewebe ersetzen können. Das gilt auch für das Gehirn. Einer der Pioniere der Stammzellenforschung, Ronald McKay vom Nationalen Institut für Neurologische Krankheiten und Schlaganfälle (NINDS) in Bethesda, USA, hat die Heilungsprozesse beim Schlaganfall an Ratten untersucht.
"Wenn ein Tier in der Natur eine Verletzung erleidet, dann müssen die Reparaturzellen sehr schnell reagieren, denn Verletzungen im Gehirn bedrohen unmittelbar das Leben. Eine langsame Reaktion auf eine solche Verletzung ist in der Natur nicht vorgesehen. "
Das gilt auch für den Schlaganfall beim Menschen. Beim Schlaganfall sterben Nervenzellen, weil sie nicht mehr mit Sauerstoff versorgt werden. Wenn es den Stammzellen nicht gelingt, den Schaden im Gehirn sofort zu reparieren, geben sie auf. Dabei ist es prinzipiell möglich, den Schaden langsam - über viele Tage und Wochen - zu beheben. Das beweisen viele Schlaganfall-Therapien. Im Tierversuch hat Ronald McKay nun zeigen können, dass die Stammzellen aktiv bleiben, wenn ein wichtiger Schalter in den Zellen von außen eingeschaltet wird. Der Notch-Rezeptor wirkt wie ein Wecker für schlafende Stammzellen.
"Wir haben gezeigt, dass eine Aktivierung des Notch-Rezeptors den natürlichen Reparaturmechanismus in Gang setzt. Wir haben dazu die Eiweiße verwendet, die auch in der Natur den Rezeptor erkennen und ihn aktivieren. "
Der Notch-Rezeptor setzt eine ganze Signal-Kaskade in Gang. Das Signal erreicht in wenigen Stunden die Stammzellen, die über das Gehirn verteilt auf ihren Einsatzbefehl warten.
"Die Zahl der Stammzellen steigt sofort stark an. Und dieser Anstieg hält auch über eine längere Zeit an. Nach einigen Tagen ändert sich dann das Verhalten der Tiere. Sie werden wieder beweglicher. Wir haben also zeigen können, dass sich die Stammzellen im Gehirn stimulieren lassen. So kann sich das Gehirn selbst reparieren – auch nach einem Schlaganfall."
Nach ihrer Gehirnverletzung benutzten die Tiere nur eine Vorderpfote, um bestimmte Aufgaben zu bewältigen. Sobald die Stammzellen aktiver werden, beginnen sie nach und nach wieder, beide Vorderpfoten einzusetzen. Sie überwinden ihre Verletzung. Ähnliche Erfolge haben Wissenschaftler auch schon mit anderen Verfahren erreicht. Ronald McKay sieht in der Aktivierung schlafender Stammzellen jedoch die beste Strategie. Denn die kniffligsten Aufgaben überlässt er dabei der Natur.
"Die Stammzellen sind deshalb so wunderbar, weil sie selbst wissen, was sie zu tun haben. Sie schalten ihre Gene an und aus, genau wie es gerade gebraucht wird. Wenn Sie fremde Stammzellen transplantieren, ist das nicht sicher. Außerdem ist die Transplantation sehr aufwendig und riskant. Mir scheint es Erfolg versprechender, bereits vorhandene, schlafende Stammzellen zu aktivieren. Sie reparieren dann den Schaden. Was wir machen: Wir stimulieren adulte Stammzellen."
Forschung mit embryonalen Stammzellen sei ebenfalls wichtig, betont Ronald McKay. Aber im Rennen um die Medizin der Zukunft sieht er die adulten Stammzellen im Vorteil. Sie müssen nur rechtzeitig geweckt werden.
"Wenn ein Tier in der Natur eine Verletzung erleidet, dann müssen die Reparaturzellen sehr schnell reagieren, denn Verletzungen im Gehirn bedrohen unmittelbar das Leben. Eine langsame Reaktion auf eine solche Verletzung ist in der Natur nicht vorgesehen. "
Das gilt auch für den Schlaganfall beim Menschen. Beim Schlaganfall sterben Nervenzellen, weil sie nicht mehr mit Sauerstoff versorgt werden. Wenn es den Stammzellen nicht gelingt, den Schaden im Gehirn sofort zu reparieren, geben sie auf. Dabei ist es prinzipiell möglich, den Schaden langsam - über viele Tage und Wochen - zu beheben. Das beweisen viele Schlaganfall-Therapien. Im Tierversuch hat Ronald McKay nun zeigen können, dass die Stammzellen aktiv bleiben, wenn ein wichtiger Schalter in den Zellen von außen eingeschaltet wird. Der Notch-Rezeptor wirkt wie ein Wecker für schlafende Stammzellen.
"Wir haben gezeigt, dass eine Aktivierung des Notch-Rezeptors den natürlichen Reparaturmechanismus in Gang setzt. Wir haben dazu die Eiweiße verwendet, die auch in der Natur den Rezeptor erkennen und ihn aktivieren. "
Der Notch-Rezeptor setzt eine ganze Signal-Kaskade in Gang. Das Signal erreicht in wenigen Stunden die Stammzellen, die über das Gehirn verteilt auf ihren Einsatzbefehl warten.
"Die Zahl der Stammzellen steigt sofort stark an. Und dieser Anstieg hält auch über eine längere Zeit an. Nach einigen Tagen ändert sich dann das Verhalten der Tiere. Sie werden wieder beweglicher. Wir haben also zeigen können, dass sich die Stammzellen im Gehirn stimulieren lassen. So kann sich das Gehirn selbst reparieren – auch nach einem Schlaganfall."
Nach ihrer Gehirnverletzung benutzten die Tiere nur eine Vorderpfote, um bestimmte Aufgaben zu bewältigen. Sobald die Stammzellen aktiver werden, beginnen sie nach und nach wieder, beide Vorderpfoten einzusetzen. Sie überwinden ihre Verletzung. Ähnliche Erfolge haben Wissenschaftler auch schon mit anderen Verfahren erreicht. Ronald McKay sieht in der Aktivierung schlafender Stammzellen jedoch die beste Strategie. Denn die kniffligsten Aufgaben überlässt er dabei der Natur.
"Die Stammzellen sind deshalb so wunderbar, weil sie selbst wissen, was sie zu tun haben. Sie schalten ihre Gene an und aus, genau wie es gerade gebraucht wird. Wenn Sie fremde Stammzellen transplantieren, ist das nicht sicher. Außerdem ist die Transplantation sehr aufwendig und riskant. Mir scheint es Erfolg versprechender, bereits vorhandene, schlafende Stammzellen zu aktivieren. Sie reparieren dann den Schaden. Was wir machen: Wir stimulieren adulte Stammzellen."
Forschung mit embryonalen Stammzellen sei ebenfalls wichtig, betont Ronald McKay. Aber im Rennen um die Medizin der Zukunft sieht er die adulten Stammzellen im Vorteil. Sie müssen nur rechtzeitig geweckt werden.