Deutsche Muskelstiftung

Spinale Muskelatrophie: Wenn die Nerven versagen

Für Kinder und Jugendliche mit Spinaler Muskelatrophie gibt es bislang nur wenige Therapiemöglichkeiten. Oft sterben sie schon in jungen Jahren. Wissenschaftler vom Biozentrum der Universität Würzburg haben jetzt einen Ansatzpunkt gefunden, über den sich die Lage der Betroffenen womöglich verbessern lässt. Ihre Ergebnisse stellen die Forscher in der Oktober-Ausgabe der Zeitschrift "Genes & Development" vor.

Die Spinale Muskelatrophie ist eine erbliche Krankheit, die im Kinder-, Jugend- oder Erwachsenenalter auftreten kann - je nach Schweregrad der Erkrankung. Bei besonders schlimmen Formen sterben die Betroffenen wegen einer ausgeprägten Muskelschwäche und fortschreitenden Lähmungen schon im Säuglingsalter. Bei anderen können die Ärzte durch Krankengymnastik und orthopädische Hilfsmittel die Mobilität und Vitalität für längere Zeit erhalten.

Die Spinale Muskelatrophie ist nicht selten: Sie trifft etwa einen von 6.000 Menschen. Auf Grund einer Veränderung des Erbguts besitzen die Betroffenen zu wenig von dem Protein SMN (Survival Motor Neuron). Ein Mangel, der sich besonders in denjenigen Nervenzellen im Rückenmark zeigt, die die Bewegung der Muskeln steuern: Diese so genannten Motoneuronen verlieren den Kontakt zum Muskel und sterben ab, Lähmungen sind die Folge.

In den vergangenen Jahren haben Forscher herausgefunden, dass SMN in allen Körperzellen maßgeblich daran beteiligt ist, die Erbinformation aus der DNA abzurufen. "Dieses Protein übernimmt die Rolle eines Maschinenbauers: Es konstruiert aus mehreren Einzelteilen eine Maschine, die dann im Zellkern eine wichtige Rolle spielt", erklärt Utz Fischer.

Genau diese Maschine - die Forscher sprechen von einem "Ribonukleoprotein-Partikel" - spielt beim Absterben der Nervenzellen offenbar eine tragende Rolle. Das hat Biochemiker Fischer mit Kollegen aus der Würzburger Physiologischen Chemie herausgefunden: Wenn zu wenige SMN-Proteine vorhanden sind, entstehen auch nicht genug von den Maschinen, und die für Muskelbewegungen so wichtigen Nervenzellen gehen zugrunde.

Das zeigte sich bei Experimenten mit Zellkulturen und Zebrafischen. Als die Forscher bei den Tieren die Aktivität des SMN-Gens unterdrückten, starben die Motoneuronen ab. Injizierten sie den Tieren aber gleichzeitig funktionsfähige Maschinen, blieben die Nervenzellen erhalten und wuchsen normal. In einer anderen Versuchsreihe wurden bei gesunden Fischen Faktoren unterdrückt, die quasi als Assistenten des Baumeisters wirken, die also zusammen mit dem SMN-Protein für den Aufbau der Maschinen nötig sind. Auch in diesem Fall starben die Nervenzellen ab - obwohl genug SMN da war. Daraus schließen die Forscher vom Biozentrum: Der Baumeister und seine Assistenten können durch das Einbringen vorgefertigter Maschinen ersetzt werden.

Damit haben die Würzburger Forscher einen weiteren Ansatzpunkt gefunden, der womöglich einen Therapieweg bei Spinaler Muskelatrophie öffnet: Man könne versuchen, die Produktion der Maschinen zu stimulieren, so Professor Fischer. Eine andere Strategie wird in der experimentellen Forschung seit längerem verfolgt: Man erhöht dabei die Menge an SMN-Protein, indem man das SMN-Gen zu größerer Aktivität antreibt. Bei den Patienten ist dieses Gen nämlich vorhanden, aber aufgrund von Mutationen funktioniert es nicht gut genug.

Diese Arbeit hat zugleich geholfen, eine in der Biochemie wichtige Frage zu klären: "Wenn ganz allgemeine Stoffwechselwege, die in allen Zellen gleich laufen, geschwächt sind, wirkt sich das nicht zwangsläufig auf alle Zellen gleichermaßen fatal aus. Vielmehr kann es, wie im Fall der Spinalen Muskelatrophie, zum Untergang ganz definierter Zellen oder Gewebe kommen", sagt Fischer. Weitere Forschungen sollen klären, warum der "Maschinenmangel" zwar die Motoneuronen beeinträchtigt, nicht aber die anderen Zellen des Körpers.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Utz Fischer, T (0931) 888-4029, Fax (0931) 888-4028, E-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Christoph Winkler, Christian Eggert, Dietmar Gradl, Gunter Meister, Marieke Giegerich, Doris Wedlich, Bernhard Laggerbauer und Utz Fischer: "Reduced U snRNP assembly causes motor axon degeneration in an animal model for spinal muscular atrophy", Genes & Development, Oktober 2005; 19: Seiten 2320 bis 2330, DOI:10.1101/gad.342005

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Kurzfassung: Spinale Muskelatrophie: Wenn die Nerven versagen

Wissenschaftler vom Biozentrum der Uni Würzburg haben einen Ansatzpunkt gefunden, über den sich womöglich die Situation von Patienten mit Spinaler Muskelatrophie verbessern lässt. Für Kinder und Jugendliche mit dieser angeborenen Krankheit gibt es bislang nur wenige Therapiemöglichkeiten. Bei besonders schweren Formen sterben die Betroffenen wegen einer ausgeprägten Muskelschwäche und fortschreitenden Lähmungen schon im Säuglingsalter. In anderen Fällen können die Ärzte die Mobilität und Vitalität der Patienten für längere Zeit erhalten, und zwar durch Krankengymnastik und orthopädische Hilfsmittel.

Die Spinale Muskelatrophie ist nicht selten: Sie trifft etwa einen von 6.000 Menschen. Auf Grund einer Veränderung des Erbguts besitzen die Betroffenen zu wenig von dem Protein SMN - ein Mangel, der sich besonders in denjenigen Nervenzellen im Rückenmark zeigt, die die Bewegung der Muskeln steuern: Diese so genannten Motoneuronen verlieren den Kontakt zum Muskel und sterben ab, Lähmungen sind die Folge.

Das Protein SMN arbeitet wie ein Maschinenbauer: Es konstruiert aus mehreren Einzelteilen eine Maschine, die im Zellkern eine wichtige Funktion ausübt. Und genau diese Maschine - die Forscher sprechen von einem "Ribonukleoprotein-Partikel" - spielt beim Absterben der Nervenzellen eine tragende Rolle. Das hat der Biochemiker Utz Fischer mit Kollegen aus der Würzburger Physiologischen Chemie herausgefunden.

Im Fall der Spinalen Muskelatrophie sind die Maschinenbauer nur in Unterzahl vorhanden - es entstehen nicht genug Maschinen, und darum sterben die Nervenzellen ab. Die Experimente der Würzburger Forscher haben nun gezeigt: Wenn man die Maschinen im Labor vorfertigt und sie dann in Zellkulturen oder lebende Zebrafische einbringt, in denen zu wenige Maschinenbauer vorhanden sind, dann lässt sich der Tod der Nervenzellen verhindern. Damit öffnet sich womöglich ein neuer Therapieweg gegen die Spinale Muskelatrophie: Man könne versuchen, bei den Patienten die Produktion der Maschinen zu stimulieren, so Professor Fischer.