Blinde wieder sehen und Lahme wieder laufen zu machen, war einst nichts weniger als ein Wunder. Dabei ist es geblieben, trotz allem Fortschritt bis heute. Längst war eigentlich auch klar, warum dies so ist – weil Verletzungen im Nervengewebe sich nicht einfach wie ganz normale Wunden schließen.

Ein Neuron, also die Spezialistenzelle des körpereigenen Nachrichtendienstes, schien eben ab einem gewissen Reifegrad unersetzlich – und ist damit etwas völlig anderes als eine typische Feld- Wald- und Wiesenzelle. Im erwachsenen Zentralnervensystem können Neuronen sich zwar immer neu verknüpfen, niemals aber ganz neu erfinden, frisch entstehen und auswachsen. Auf Nachschub-Nerven muss im Bedarfsfall demnach wohl verzichtet werden, und ein durchtrenntes Rückenmark, ein getrennter Sehnerv kann niemals wieder der Alte werden. Wie gesagt: Soviel war klar. Ist es aber längst nicht mehr. Mehr und mehr hatten sich Studien gehäuft, in denen schwer geschädigte oder zerstörte Nervenbündel auch dem Embryonalstadium entwachsener Organismen regenerieren konnten. Zwei Forscherteams liefern nun Nachschub und schüren die Hoffnung, Erblindeten vielleicht einmal das Augenlicht zurückgeben zu können – egal, ob sie durch eine Verletzung blind wurden oder von Kindheit an nicht sehen konnten.

Als Versuchskaninchen muss allerdings erst einmal noch die Ratte herhalten – sowohl bei Tommaso Pizzorusso vom italienischen Institut für Neurowissenschaften in Pisa und seinem Team als auch bei einer Forschergruppe um Larry Benowitz vom Children's Hospital in Boston. Beide beschäftigten sich mit Tieren, die erblindet waren – allerdings aus unterschiedlichen Gründen.

Die Nager in Pizzorussos Labor – Tiermodelle für Amblyopie, einer bestimmten Art der Schwachsichtigkeit auch des Menschen – konnten als Erwachsene auf einem ihrer Augen kaum sehen, weil ihnen dieses schon in früher Kindheit experimentell verbunden worden war. Der Entzug aller Lichtreiz-Informationen bleibt in solchen Fällen im Gehirn nicht ohne Folgen: Im wachsenden, aber chronisch unterbeschäftigten visuellen Kortex werden bestimmte zur Verarbeitung entscheidende Neuronennetze gar nicht erst geknüpft.

Auch wenn die Sichtbehinderung dann bei älteren Tieren entfernt wird, können sie den frühen Ausfall nicht kompensieren: Was der Nerv im Rattenhänschen nicht geübt hatte, lernt Ratten-Hans nicht mehr – klarer Fall von fehlender Plastizität eines reifen Neuronenbündels. Die Ratten bleiben schwachsichtig, auch wenn der eigentliche Sehapparat funktioniert und plötzlich doch Informationen ins Gehirn liefert.

Pizzorussos und Kollegen machten sich auf die Suche nach Ursachen für die fehlende Plastizität im Nager-Kortex. Ihre These: Mitentscheidend für das Auswachsen von Nerven ist das zelluläre Umfeld der entstehenden Neuronen – genauer, die extrazelluläre Matrix. Dieses lange unbeachtete Konglomerat aus Proteinen und exotischen Zuckerfäden vor den Toren der Zellen liefert entscheidende Impulse für das Wachstum – kann aber auf der anderen Seite auch neuen Nervenbrückenbau verhindern, etwa durch bestimmte Moleküle wie die Chondroitinsulfat-Proteoglykane.

Diese Proteoglykane in der extrazellulären Matrix ihrer blinden Ratten zerlegte Pizzorussos Team nun mit Hilfe von Injektionen eines spezifischen Abbau-Enzyms in die geschädigten visuellen Kortices – und warteten gespannt, ob dies den Ratten half, ihr in der Jugend nicht gebildetes Neuronennetz nachträglich doch noch funktionsfähig aufzubauen.

Der Versuch gelang: Als die bremsenden Proteoglykane zerlegt wurden, konnten die Ratten nach einer Woche auch auf der zuvor schwachsichtigen Seite wieder schärfer sehen. Die dort verarbeiteten Sichtinformationen wurden zudem wieder deutlich stärker als zuvor in nachgeschaltete Hirnregionen eingespeist und dort demnach höher bewertet. Auch bei der Schwachsichtigkeit des Menschen seien ähnliche Therapieversuche vielleicht viel versprechend, so Pizzorusso [1].

Die Ratten im Labor von Benowitz und seinen Kollegen hatten es im Vergleich deutlich schlechter getroffen als ihre italienischen Nagerkollegen bei Pizzorusso – ihr Hauptsehnerv wurde aus Versuchsgründen operativ durchtrennt [2]. Solche Verletzungen müssen derzeit am häufigsten herhalten, wenn die Regenerationsfähigkeit erwachsener Nervenbündel untersucht wird. Im Fall von Benowitz' Ratten scheint der Einsatz sich allerdings einmal gelohnt zu haben.

Die Forscher hatten der merkwürdigen Beobachtung auf den Grund gehen wollen, dass Entzündungsreaktionen am Wundschnitt die Regeneration der gekappten Nervenbündel offenbar fördert. Entscheidend scheinen dabei Makrophagen zu sein, körpereigene Immunzellen, die an die entzündete Stelle gelockt werden und ihrerseits Nerven-Reparationsförderndes ausspucken – nur was?

In Petrischalen mit zerschnittenen Neuronen testeten die Forscher allerlei in Frage kommende Substanzen des Makrophagen-Arsenals. Dabei entpuppte sich eine Substanz als besonders potent: Oncomodulin, ein kalziumbindendes Wachstumsfaktor-Protein. Es band im Versuch an die zerstörten Nervenzellen und machte ihrem Wachstum sichtbar stärker Beine als alle anderen getesteten Moleküle.

Regeneration eines Neurons
© Children's Hospital Boston
 Bild vergrößernRegeneration eines Neurons
Blieb nur, die Substanz am lebenden blinden Nager zu testen. Freigesetzt aus kleinen Molekültransportern erhöhte Oncomodulin tatsächlich die Nervenregeneration auf das Fünf bis Siebenfache. Der Wachstumsfaktor schaltete dabei ein Potpourri verschiedenster Gene ein. Entzündungsprozesse der beschädigten Region beobachteten die Forscher nicht – eine völlig "aus dem Blauen heraus" getestete Substanz erwies sich damit als wirksamer als "alle anderen bislang getesteten Substanzen zur Nerven-Regeneration", so Benowitz verblüfft und begeistert.

Mit der Substanz könnten vielleicht einmal verschiedene Nervenschäden auch bei Menschen behandelt werden, hoffen die Forscher. Davor stehen aber noch Hindernisse: Oft blockieren Substanzen, die bislang noch nicht bekannt sind, trotz aller Anregung durch Wachstumsfaktoren eine Regeration reifer Gehirnnerven. Das italienische Team von Pizzorusso könnte in der extrazellulären Matrix des visuellen Kortex einen dieser Hemmschuhe gefunden haben – vielleicht sollten die beiden Forschergruppen Nager, Ideen und Ergebnisse einmal austauschen, um gemeinsam noch ein gutes Stück voranzukommen.