Einführung
Der Nervenwachstumsfaktor (NGF), englisch: nerve growth factor, ist ein essentielles Protein, das eine entscheidende Rolle im Wachstum, der Entwicklung, der Aufrechterhaltung und der Reparatur von Nervenzellen spielt. Entdeckt in den 1950er Jahren von Rita Levi-Montalcini und Viktor Hamburger, gehört NGF zur Familie der Neurotrophine, einer Gruppe von neurotrophen Faktoren. Diese Faktoren sind für das Überleben und die Funktion von Neuronen unerlässlich. Levi-Montalcini erhielt 1986 zusammen mit Stanley Cohen den Nobelpreis für Medizin für ihre bahnbrechenden Forschungsarbeiten zu NGF.
Entdeckung und Grundlagen
Die Entdeckung von NGF erfolgte im Rahmen von Untersuchungen zur Embryonalentwicklung des Nervensystems. Während der Embryonalentwicklung müssen Millionen von Axonen den richtigen Weg zu den entsprechenden Dendriten und synaptischen Verbindungen finden, um ein funktionsfähiges Nervensystem zu bilden. Dieser Prozess wird durch Chemokine gesteuert, Mediatorstoffe, die von Zielstrukturen im Zentralnervensystem ausgeschüttet werden. NGF wurde ursprünglich entdeckt, weil es in Zellkulturen die Fähigkeit besitzt, Nervenzellen zur Bildung von Aussprossungen zu stimulieren. Neuere Forschungen haben jedoch gezeigt, dass im lebenden Organismus (in vivo) andere Chemokine, wie Netrine, als primäre Orientierungssignale dienen.
Funktion von NGF
NGF übt eine stabilisierende Wirkung auf bestehende synaptische Verbindungen aus. Der Entzug von NGF führt zu vermehrtem Zelltod (Apoptose). Bei Verletzungen, beispielsweise der Haut, wird NGF freigesetzt und stimuliert das Aussprossen verletzter Nervenzellen. Die Funktion anderer Neurotrophine ähnelt der von NGF, da sie das Überleben von Zellen sichern und zur langfristigen Speicherung von Gedächtnisinhalten beitragen. NGF spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und dem Wachstum von Nervenzellen. NGF können neurotrophe Wirkungen auf verletzte Nerven ausüben und die Neurogenese fördern, die eng mit der Entwicklung und funktionellen Wartung und Reparatur des zentralen Nervensystems verbunden ist. NGF können die Erzeugung von signalübertragenden Strukturen von sympathischen und sensorischen Neuronen einschließlich Dendriten und anderer fördern. Als Ergebnis sind NGF in der Lage, das Überleben der Neuronen zu sichern und sie funktional zu halten. Darüber hinaus können NGF verletzte Neuronen schützen und reparieren.
NGF und Neurotransmission
NGF ist ein Mitglied der neurotrophen Faktoren (Neurotrophin, NTFS) Familie, die den Tod von Nervenzellen verhindern kann und viele Merkmale der typischen Neurotransmitter Moleküle haben.
Therapeutisches Potenzial von NGF
Die Forschung zu NGF hat vielversprechende Ansätze für die Behandlung verschiedener neurologischer Erkrankungen aufgezeigt, insbesondere bei Alzheimer.
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NGF bei Alzheimer
Amerikanische Mediziner haben Alzheimerpatienten mit einem neuen Therapieansatz erfolgreich behandelt. Dabei wird ein Nervenwachstumsfaktor (NGF) produzierendes Gewebe ins Gehirn implantiert. Der Nervenwachstumsfaktor stimuliert die Nervenaktivität, verbessert das Gedächtnis und verhindert den Zelltod der Nerven. Die Alzheimerpatienten zeigten nach der Gewebeimplantation eine erhöhte Gehirnaktivität und ein langsameres Fortschreiten der Demenz. Weitere Studien sollen zeigen, ob die neue Methode als allgemeine Therapieform zur Behandlung von Alzheimerpatienten eingesetzt werden kann.
Die Forscher entnahmen acht Alzheimerpatienten Hautzellen und veränderten deren Gene, so dass sie den Nervenwachstumsfaktor produzierten. Der NGF ist ein natürlich vorkommendes Protein, dass den Zelltod so genannter cholinerger Nerven verhindert und deren Zellfunktion stimuliert. Das veränderte Gewebe implantierten die Forscher den Patienten in einen bestimmten Teil des Vorderhirns. Verschiedene Tests nach 22 Monaten ergaben, dass die Rate, mit der die Demenz fortschritt, um 36 bis 51 Prozent abgenommen hatte. Zudem war eine Zunahme im Glucose-Verbrauch des Hirns feststellbar, was auf eine erhöhte Gehirnaktivität schließen lässt. Die Forscher wählten für ihre Therapie den Umweg über die den NGF produzierenden Hautzellen, da der Wachstumsfaktor zu schweren Nebeneffekten wie Schmerzen und Gewichtsverlust führt, wenn er direkt in das Gehirn eingeführt wird. Weitere Untersuchungen sollen zeigen, ob die neue Methode künftig als Therapie bei Alzheimerpatienten anwendbar ist. Mark Tuszynski et al. ddp/wissenschaft.de ?
Weitere Therapieansätze
Heute versucht man mithilfe solcher Faktoren, Menschen mit Querschnittlähmung von ihrem Leiden zu befreien.
NGF in Kombination mit Stammzelltherapie
Beike Biotechnology bieten die Nervenwachstumsfaktoren basierend auf den spezifischen Anforderungen des Patienten in Kombination mit einer Stammzellbehandlung an. In der richtigen Umgebung sind Stammzellen in der Lage, sich in viele verschiedene Zelltypen zu differenzieren. Sie können auch neue Blutgefäße fördern und die Blutversorgung des verletzten Zielbereichs erhöhen. Darüber hinaus können sie das Immunsystem modulieren (Entzündungen reduzieren oder die Immunantwort entsprechend erhöhen) und Zytokine und Wachstumsfaktoren freisetzen. Etwaige NGF-Injektionen werden nach der medizinischen Evaluierung des Patienten empfohlen. Die Patienten erhalten dann insgesamt vier bis sechs NGF-Injektionen. NGFs werden in Pulverform gelagert und vor der Anwendung in 2ml normaler Salinelösung verdünnt. NGFs werden dann intramuskulär injiziert.
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