Wissenschaftler haben die Ursache für den Hydrocephalus gefunden

Die krankhaft vergrößerten Köpfe und Gehirne von Neugeborenen sind auf eine abnorme Aktivität neuronaler Vorläuferzellen zurückzuführen, die bei ihrer Teilung die Kanäle für den Abfluss der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit aus dem Gehirn blockieren.

Manchmal werden Babys mit Komplikationen wie Hirnblutungen und Hydrozephalus geboren. Ersteres geht normalerweise dem Zweiten voraus: Nachdem die Blutung gestillt ist, beginnt sich ein Hydrozephalus zu entwickeln. Diese seltsame Erkrankung ist mit einer Fehlfunktion des Flüssigkeitskreislaufs im Gehirn verbunden. Die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit wird im Ventrikelsystem des Gehirns gebildet und während ihrer Bildung von den Blut- und Lymphgefäßen aufgenommen. Ist der Flüssigkeitstransport zum Aufnahmeort erschwert, beginnt sie auf das sich entwickelnde Gehirn zu drücken, was nicht nur zu einer abnormen Vergrößerung des Kopfes, sondern auch zu zahlreichen neurophysiologischen Störungen führt. Laut Statistik wird eines von 1.500 Babys mit Hydrozephalus geboren, was bedeutet, dass diese Krankheit nicht als selten bezeichnet werden kann. Es gibt keine wirksame Behandlung dafür, die einzige Möglichkeit, dem Patienten das Leben zu erleichtern, ist ein chirurgischer Shunt zur Umleitung der überschüssigen Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit vom Gehirn in den Wirbelkanal. Mit der Zeit versagt der Shunt und die Operation muss wiederholt werden.

Lange Zeit glaubte man, dass Hirnblutungen aufgrund von Blutgerinnseln einen Hydrozephalus verursachen. Blut, das in den Kreislauf der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit gelangt, gerinnt und verschließt die Abflusskanäle aus den Hirnventrikeln. Die Theorie der mechanischen Blockade existierte 100 Jahre lang, bis eine Forschergruppe des Scripps Institute (USA) auf die Idee kam, nach anderen Mechanismen der Beziehung zwischen Hirnblutungen und Hydrozephalus zu suchen.

Neurophysiologen wollten herausfinden, ob Blutbestandteile die Flüssigkeitszirkulation im Gehirn blockieren können. In Experimenten an Mäusen konnte durch die Injektion von Blut in die Hirnventrikel ein Hydrozephalus nachgestellt werden. Anschließend versuchten die Forscher, rote Blutkörperchen und Blutplasma getrennt in das Gehirn zu injizieren. Rote Blutkörperchen zeigten nicht den gewünschten Effekt, Plasma hingegen funktionierte. Später stellte sich heraus, dass die Ursache des Hydrozephalus ein im Blutplasma vorhandenes Fettmolekül – Lysophosphatidylsäure – war. Als diese Säure in die Hirnventrikel gelangte, wurden Mäuse mit Hydrozephalus geboren.

Lysophosphatidylsäure ist ein aktiver Regulator des Zellzyklus: Sie stimuliert die Zellteilung und ist an der Transformation des Zytoskeletts beteiligt. Neuronale Vorläuferzellen sind in großer Menge mit Rezeptoren für diese Säure ausgestattet; ein Überschuss oder eine erhöhte Empfindlichkeit neuronaler Vorläuferzellen gegenüber dieser Säure führt dazu, dass Nervenzellen zur falschen Zeit und am falschen Ort entstehen, als es die normale Gehirnentwicklung erfordert. Bei Hydrozephalus kann die intensive Neubildung von Zellen den Kanal für die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit verengen. Im letzten Experiment injizierten die Forscher dem Gehirn eine Substanz, die die Bindung von Lysophosphatidylsäure an Rezeptoren auf der Oberfläche von Nervenzellen blockierte. Die nach dieser Behandlung verabreichte Säure führte daraufhin nicht mehr zu Störungen der Gehirnentwicklung. Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Forschungsergebnisse in der Fachzeitschrift Science Translational Medicine.

Ein Überschuss an Lysophosphatidylsäure kann nicht nur Hydrozephalus verursachen, sondern auch Störungen der Gehirnentwicklung verändern die Architektur neuronaler Schaltkreise. Die daraus resultierenden neurophysiologischen Defekte können daher sehr vielfältig sein. Daher wird die Blockierung von Lysophosphatidylsäurerezeptoren bei Ärzten sehr gefragt sein. Zunächst müssen die Forscher jedoch die Anwendbarkeit der gewonnenen Ergebnisse auf die menschliche Physiologie bestätigen, und genau das werden sie tun.

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