Das Gehirn eines Menschen verändert sich fortlaufend, vernetzt sich neu und passt sich Umweltreizen an, so die einhellige Meinung der NeurowissenschaftlerInnen. Doch finden auch beim Menschen Umbauprozesse an den Kontaktstellen zwischen Nervenzellen, also direkt an den Synapsen statt? Eine koordinierte Anpassung von Struktur und Funktion konnte bisher nur in Tierversuchen nachgewiesen werden. Ein Forscherteam um Prof. Dr. Andreas Vlachos vom Institut für Anatomie und Zellbiologie der Universität Freiburg und Prof. Dr. Jürgen Beck, Leiter der Klinik für Neurochirurgie am Universitätsklinikum Freiburg, haben jetzt herausgefunden, dass es die synaptische Plastizität auch beim Menschen gibt.

BU: Mit Hilfe von elektronenmikroskopischen Bildern machen die Forschenden die dendritischen Dornen (gelb) mit ihrem Dornenapparat (rot) sowie die Synapsen-Endknöpfchen (blau) sichtbar. Foto: Andreas Vlachos

Untersucht wurde, ob sich die dendritischen Dornen, die Teile der Snyapse sind, durch den Kontakt mit einem Vitamin-A-Derivat, einer abgeleiteten Vitamin-A-Säure, verändern. Es zeigte sich, dass sich die dendritischen Dornen durch ein Vitamin-A-Derivat nicht nur vergrößern, sondern auch ihre Fähigkeit stärkt, Signale zwischen Nervenzellen zu übertragen. „Wir schließen aus unseren Ergebnissen, dass Vitamin A-Derivate wichtige Botenstoffe für die synaptische Plastizität im menschlichen Gehirn sind. Damit trägt dieser Befund zur Identifizierung von Schlüsselmechanismen synaptischer Plastizität im menschlichen Gehirn bei und könnte die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien für Hirnerkrankungen, wie beispielsweise Depressionen, unterstützen“, sagt Prof. Vlachos.

Für ihre Experimente nutzten die WissenschaftlerInnen winzige Proben der menschlichen Hirnrinde, die während neurochirurgischer Eingriffe aus therapeutischen Gründen zwingend entfernt werden mussten. Das entnommene Hirngewebe wurde anschließend mit dem Vitamin-A-Derivat behandelt, bevor funktionelle und strukurelle Eigenschaften von Nervenzellen mittels elektrophysiologischer und mikroskopischer Techniken analysiert wurden.

Die Ergebnisse wurden im Fachjournal eLife vorgestellt.

Quelle: PI Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau, 30.03.2021

Originalpublikation: All-Trans Retinoic Acid induces synaptic plasticity in human cortical neurons.