Das Medikament Gabapentin kann die funktionelle Erholung nach einem Schlaganfall fördern: die US-Studie der Ohio State University
Das Medikament Gabapentin, das derzeit zur Kontrolle von Anfällen und zur Linderung von Nervenschmerzen verschrieben wird, kann die Wiederherstellung der Bewegung nach einem Schlaganfall verbessern, indem es Neuronen auf der unbeschädigten Seite des Gehirns hilft, die Signalarbeit verlorener Zellen aufzunehmen, wie neue Forschungen an Mäusen nahelegen
Die Experimente ahmten einen ischämischen Schlaganfall beim Menschen nach, der auftritt, wenn ein Gerinnsel den Blutfluss blockiert und Neuronen in der betroffenen Gehirnregion absterben.
Die Ergebnisse zeigten, dass die tägliche Behandlung mit Gabapentin für sechs Wochen nach einem Schlaganfall die Feinmotorik in den oberen Extremitäten der Tiere wiederherstellte
Die funktionelle Erholung setzte sich auch nach Beendigung der Behandlung fort, fanden die Forscher heraus.
Das Team der Ohio State University fand zuvor heraus, dass Gabapentin die Aktivität eines Proteins blockiert, das, wenn es nach einer Verletzung des Gehirns oder in erhöhten Konzentrationen exprimiert wird Spinale Schnur, verhindert das erneute Wachstum von Axonen, den langen, schlanken Verlängerungen von Nervenzellkörpern, die Nachrichten übertragen.
„Wenn dieses Protein hoch ist, stört es die neurologische Erholung“, sagte Hauptautorin Andrea Tedeschi, Assistenzprofessorin für Neurowissenschaften am Ohio State College of Medicine.
„Stellen Sie sich vor, dieses Protein ist das Bremspedal und die Erholung das Gaspedal. Man kann aufs Gaspedal treten, aber nicht beschleunigen, solange man auch aufs Bremspedal tritt“, sagte Tedeschi.
„Wenn Sie anfangen, das Bremspedal zu lösen und kontinuierlich Gas geben, können Sie die Erholung erheblich beschleunigen.
Wir denken, dass dies die Wirkung von Gabapentin auf Neuronen ist, und es gibt einen Beitrag von nicht-neuronalen Zellen, die diesen Prozess nutzen und ihn noch effektiver machen.“
Die Studie wird heute (23. Mai 2022) im Journal veröffentlicht Gehirn.
Diese Arbeit baut auf einer Studie aus dem Jahr 2019 auf, in der Tedeschis Labor bei Mäusen herausfand, dass Gabapentin dazu beitrug, die Funktion der oberen Extremitäten nach einer Rückenmarksverletzung wiederherzustellen
Der primäre Behandlungsschwerpunkt nach einem ischämischen Schlaganfall ist die schnellstmögliche Wiederherstellung des Blutflusses im Gehirn, aber diese Forschung legt nahe, dass Gabapentin in diesem akuten Stadium keine Rolle spielt: Die Genesungsergebnisse waren ähnlich, unabhängig davon, ob die Behandlung eine Stunde oder einen Tag begann nach dem Schlaganfall.
Stattdessen zeigt sich die Wirkung des Medikaments in bestimmten Motoneuronen, deren Axone Signale vom zentralen Nervensystem zum Körper transportieren, die den Muskeln sagen, dass sie sich bewegen sollen.
Nach dem Schlaganfall bei Studienmäusen beobachteten die Forscher, dass Neuronen auf der unbeschädigten oder kontralateralen Seite des Gehirns begannen, Axone zu sprießen, die Signale für freiwillige Bewegungen der oberen Extremitäten wiederherstellten, die durch den Neuronentod nach dem Schlaganfall zum Schweigen gebracht worden waren.
Dies ist ein Beispiel für Plastizität, die Fähigkeit des zentralen Nervensystems, beschädigte Strukturen, Verbindungen und Signale zu reparieren.
„Das Nervensystem von Säugetieren hat eine intrinsische Fähigkeit zur Selbstreparatur“, sagte Tedeschi, ebenfalls Mitglied des Bundesstaates Ohio Programm für chronische Hirnverletzungen.
„Aber wir stellten fest, dass diese Zunahme der spontanen Plastizität nicht ausreichte, um die Erholung voranzutreiben.
Die funktionellen Defizite sind in diesem experimentellen Modell des ischämischen Schlaganfalls nicht so schwerwiegend, aber sie bleiben bestehen.“
Neuronen neigen nach einer Verletzung dazu, „übererregt“ zu werden, was zu übermäßiger Signalübertragung und Muskelkontraktionen führt, die zu unkontrollierten Bewegungen und Schmerzen führen können.
Während das neurale Rezeptorprotein alpha2delta2 zur Entwicklung des zentralen Nervensystems beiträgt, bremst es durch seine Überexpression nach neuronalen Schäden das Axonwachstum zu ungünstigen Zeiten und trägt zu dieser problematischen Übererregbarkeit bei.
Hier verrichtet Gabapentin seine Arbeit: Es hemmt die alpha2delta1/2-Untereinheiten und ermöglicht, dass die Reparatur des Zentralnervensystems nach einem Schlaganfall auf koordinierte Weise fortschreitet
„Wir haben den Rezeptor mit dem Medikament blockiert und gefragt, wird noch mehr Plastizität auftreten? Die Antwort ist ja“, sagte Tedeschi.
Da eine Technik, die die neuen Schaltkreise vorübergehend zum Schweigen brachte, Verhaltenszeichen der Genesung umkehrte, deuteten die Ergebnisse darauf hin, dass das Medikament die Zustände im geschädigten Nervensystem normalisiert, um die kortikale Reorganisation auf funktionell sinnvolle Weise zu fördern.
Im Vergleich zu Kontrollmäusen, die das Medikament nicht erhielten, erlangten Mäuse, die sechs Wochen lang täglich mit Gabapentin behandelt wurden, die Feinmotorik in ihren Vorderbeinen zurück.
Zwei Wochen nach Beendigung der Behandlung beobachteten die Forscher, dass die funktionellen Verbesserungen anhielten.
"Dies bestätigte, dass funktionelle Veränderungen im Nervensystem verfestigt sind", sagte Tedeschi.
Gabapentin schien im vom Schlaganfall betroffenen Gehirn auch eine Wirkung auf nicht-neuronale Zellen zu haben, die den Zeitpunkt der Nachrichtenübermittlung beeinflussen
Eine Untersuchung ihrer Aktivität nach der medikamentösen Behandlung deutete darauf hin, dass diese Zellen ihr Verhalten als Reaktion auf Schwankungen in der synaptischen Kommunikation dynamisch ändern können, was ein reibungsloses Sprießen von Axonen ermöglicht, die die verlorenen Neuronen kompensieren.
Das Team untersucht weiterhin die Mechanismen hinter der Schlaganfallwiederherstellung, aber Tedeschi sagte, die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Gabapentin als Behandlungsstrategie für die Schlaganfallreparatur vielversprechend ist.
Diese Arbeit wurde durch Stipendien des National Institute of Neurological Disorders and Stroke und der National Institutes of Health sowie des Chronic Brain Injury Discovery Theme im Bundesstaat Ohio unterstützt.
Zu den Co-Autoren gehören Molly Larson, Antonia Zouridakis, Lujia Mo, Arman Bordbar, Julia Myers, Hannah Qin, Haven Rodocker, Fan Fan, John Lannutti, Craig McElroy, Shahid Nimjee, Juan Peng, David Arnold und Wenjing Sun, alle aus dem Bundesstaat Ohio , und Lawrence Moon vom King's College London.
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