Alternative Möglichkeiten bei der Bildung von Nervenzellen
Der Prozess der Differenzierung einer unspezifischen Stammzelle mit noch undifferenzierter Struktur zur funktionstüchtigen Nervenzelle (Neuron) basiert auf dem komplexen Zusammenspiel vieler chemischer Substanzen. Dies bildet zusammen mit den sich ständig verändernden Synapsenstrukturen die wichtigste Voraussetzung für die Entwicklung der Gedächtnis- und Lernfähigkeit. Wenn es möglich wäre, die Mechanismen der Differenzierung unspezifischer Zellen zu Neuronen zu kontrollieren, bestünden Heilungsaussichten für eine Vielzahl neurodegenerativer Erkrankungen wie etwa Parkinson. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts GDNF (Glial cell line-derived neurotrophic factor) war der Nervenzellwachstumsfaktor GDNF. GDNF ist eine chemische Substanz, die das Wachstum unzähliger Neuronen im Zentralnervensystem, d.h. im Gehirn und im Rückenmark, stimuliert. An der Entstehung einer Nervenzelle sind viele molekulare Faktoren beteiligt. Die Projektforscher konzentrierten sich insbesondere auf zwei chemische Substanzen. Zuerst untersuchten sie RET (rearranged during transfection), ein Mitglied der GDNF-Familie, das an der Weiterleitung von Signalen beteiligt ist. Genauso wichtig ist jedoch auch der mit RET kooperierende Endothelin Rezeptor Typ B (EDNRB). U.a. übermittelt dieses Molekül extrazelluläre chemische Signale ins Zellinnere. Wie sich herausstellte, wirken beide zelluläre Signalmoleküle vor allem im Darm- bzw. enterischen Nervensystem von Säugern zusammen. Die Forscher entdeckten, dass beide Moleküle gemeinsam maßgeblich an der Entwicklung von Nervenzellen beteiligt sind. War EDNRB aktiviert, förderte es die Übermittlerfunktion von RET bei der Differenzierung bislang unspezifischer Darmneuronen. Paradoxerweise können sie sich aber auch gegenseitig antagonistisch beeinflussen, und zwar, wenn sich Progenitorzellen zu Nervenzellen differenzieren (ähnlich wie bei Stammzellen, nur kurz vor der abgeschlossenen Differenzierung). Die Forscher fanden auch heraus, auf welche Weise das RET- und EDNRB-Signalsystem chemisch miteinander verbunden sind – und zwar durch die Proteinkinase A. Dieses Enzym hat viele Funktionen, im enterischen Nervensystem ist es vor allem für die molekulare Verbindung zwischen beiden Systemen zuständig. Das Potenzial multifunktioneller Moleküle bei der Bildung von Signalwegen in biologischen Systemen ist offenbar unendlich. Die Arbeit der Forschergruppe des GDNF-Konsortiums leistete einen kleinen, aber wichtigen Beitrag zur Erforschung der Mechanismen bei der Neuronenentwicklung in Säugetieren.
