Ein Gen stellt die Myelin-Reparaturfähigkeit gealterter Mäuse wieder her
Mit zunehmendem Alter verliert das Gehirn die Fähigkeit, Myelin zu reparieren – die Schutzschicht um Nervenfasern. Forschende haben nun ein Gen identifiziert, das dieses Reparaturvermögen in gealterten Mäusen deutlich wiederherstellt.
Myelin wird von spezialisierten Gehirnzellen gebildet, den Oligodendrozyten, die aus Vorläuferzellen hervorgehen – sogenannten oligodendrozytären Vorläuferzellen (OPCs). In jungen Tieren reifen OPCs rasch zu voll funktionsfähigen, Myelin produzierenden Zellen heran. In älteren Tieren verlangsamt sich dieser Prozess erheblich, was die Erholung nach Verletzungen beeinträchtigt und die Anpassungsfähigkeit des Gehirns durch neue Myelin-Verbindungen vermindert.
Eine Rechenplattform identifiziert den Schalter
Das Forschungsteam entwickelte ein Rechenwerkzeug namens gSWITCH, das Muster der Genaktivität verfolgt, während sich Zellen im Laufe der Zeit entwickeln. Durch den Vergleich junger und gealterter OPCs ermittelte das Werkzeug Gene, deren Regulation sich mit dem Alter verändert. Mehrere Kandidaten traten dabei hervor. Der Transkriptionsfaktor Bcl11a stach als potenzieller Hauptregulator zahlreicher altersbedingter Veränderungen heraus.
Die Studie, erschienen in eLife, zeigte, dass eine Hemmung von Bcl11a die Differenzierung der OPCs zu Oligodendrozyten verringerte. Eine Überexpression des Gens in gealterten OPCs steigerte deren Reifungsvermögen hingegen deutlich. Bei gealterten Mäusen mit experimentell erzeugtem Myelinschaden im Rückenmark erhöhte die Überexpression von Bcl11a die Zahl neu differenzierter Zellen innerhalb der Läsion.
Ein evolutionär konserviertes Gen
Die Forschenden stellten zudem fest, dass die Aminosäuresequenz von Bcl11a im Laufe der Wirbeltierevolution bemerkenswert stabil geblieben ist – ein Hinweis darauf, dass das Gen einem starken evolutionären Druck zur Erhaltung seiner Funktion unterliegt und eine grundlegende biologische Rolle spielt.
Diese Befunde stammen aus Mausversuchen. Ob ein entsprechender Ansatz beim Menschen sicher und wirksam wäre, muss noch untersucht werden. Die Forschenden verstehen ihre Ergebnisse als Ausgangspunkt für die Erforschung von Reparaturstrategien bei Erkrankungen, bei denen Myelinschäden eine Rolle spielen.
Suchbegriffe zur Vertiefung: oligodendrocyte progenitor cell ageing differentiation, remyelination transcription factors, age-related myelin degeneration treatment