Das katecholaminerge System des menschlichen Rückenmarks

Um eine erfolgreiche Fortbewegung zu gewährleisten, müssen verschiedene Bereiche des Zentralnervensystems eines Menschen miteinander kommunizieren. Ein wichtiger Part kommt dabei dem Rückenmark zu, das gewisse wiederkehrende Bewegungsmuster eigenständig koordinieren und die entsprechenden Muskelgruppen in den Beinen ansteuern kann. Großteils erfolgt die Kommunikation im Zentralnervensystem über die Ausschüttung verschiedener chemischer Botenstoffe, sogenannter Neurotransmitter, die an einer anderen Stelle des Nervensystems andocken und dort ganz bestimmte Reaktionen auslösen. Viele dieser Neurotransmitter, die für die Fortbewegung von entscheidender Bedeutung sind, darunter Dopamin und Noradrenalin, werden im Gehirn oder Hirnstamm produziert und gelangen über lange Bahnen schließlich ins Rückenmark. Bei einer Querschnittsverletzung werden nun einerseits die Verbindungen zwischen Bewegungszentren im Gehirn und dem Rückenmark, andererseits auch die Transportwege der Neurotransmitter teilweise oder vollständig unterbrochen. Das Rückenmark, das nicht mehr oder nicht in ausreichender Menge mit den notwenigen Neurotransmittern versorgt wird, kann seiner Funktion in der Bewegungskontrolle nicht mehr nachkommen. Das menschliche Rückenmark ist in Hinblick auf seine Neurotransmitter und Rezeptoren das sind jene Stellen, an denen die Neurotransmitter ihre Wirksamkeit entfalten weitgehend unerforscht. Unbekannt ist auch, ob das Rückenmark über jene Bausteine, sogenannte Enzyme, verfügt, um aus Vorstufen letztlich wirksame Neurotransmitter zu produzieren und diese in die entsprechenden Zellen zu transportieren. Bis dato unbeantwortet ist außerdem, wie eine Querschnittsverletzung diese Maschinerie im Rückenmark verändert. Diese Fragenstellungen sollen im vorliegenden Projekt untersucht werden. Dafür steht eines der größten Archive von Rückenmarksproben weltweit zur Verfügung, das sowohl Proben verstorbener Personen mit intaktem Zentralnervensystem als auch mit Querschnittsverletzung umfasst. Das Ziel ist es, eine genaue Landkarte über die Neurotransmitter im menschlichen Rückenmark, die für die Bewegungskontrolle wesentlich sind, über Rezeptoren und deren Verteilung sowie Enzyme zu erstellen. Dieses Wissen ist einerseits von großem basiswissenschaftlichen Wert. Andererseits bildet es die ebenso unabdingbare wie auch solide Basis für die künftige Entwicklung neuer Therapieansätze bei Querschnittslähmung und für das Design voninnovativen Medikamenten,die die Bewegungsrehabilitation wirksam unterstützen sollen. Das gegenständliche Projekt wird in Kooperation zwischen den Forschungsgruppen von Dr. Karen Minassian, Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik, und Prof. Romana Höftberger, Abteilung für Neuropathologie und Neurochemie, an der MedUni Wien durchgeführt. Das Team zählt zu den weltweit führenden Spezialisten auf den Gebieten der Bewegungskontrolle auf Ebene des menschlichen Rückenmarks sowie der Neurobiologie und Immunhistochemie.