Untersuchung der räumlichen Verteilung von Botulinumneurotoxin-A im Rattenhirn nach intrastriataler Injektion: Relevanz für die Morbus Parkinsontherapie

Botulinumneurotoxine (BoNTs) gehören zu den stärksten natürlich vorkommenden Nervengiften. Sie werden von den verschiedenen Stämmen der Bakterienspezies Clostridium botulinum synthetisiert. BoNTs werden seit vielen Jahren stark verdünnt in der Kosmetik (Botox®) sowie bei der Behandlung von Schweißdrüsenüberfunktionen, Spastiken und weiteren Erkrankungen durch Injektion in Drüsen und Muskel eingesetzt.

Unsere Arbeitsgruppe ist die erste weltweit, die dieses starke Nervengift extrem verdünnt direkt im Gehirn anwendet, um Symptome der Parkinson’schen Erkrankung zu behandeln. BoNT-A wird durch uns bei einem Rattenmodell der Parkinson’schen Erkrankung in ein Gehirngebiet injiziert, das unter der Erkrankung übersteuert ist – das Striatum. Diese Überaktivität des Striatums resultiert unter Anderem aus einer zu starken Ausschüttung des Botenstoffs Acetylcholin. Botulinumneurotoxin-A (BoNT-A) blockiert die Freisetzung von Acetylcholin. In der Vergangenheit wurden durch uns schon viele spannende und erfolgversprechende Erkenntnisse zu dieser experimentellen Behandlung gewonnen.

Es war das Ziel dieser Arbeit herauszufinden, ob und wohin sich BoNT-A nach einer solchen Behandlung im Gehirn ausbreitet. Außerdem sollte untersucht werden, wie lange BoNT-A im Gehirn seine Wirkung entfaltet. Die Gehirne von BoNT-A-behandelten Ratten wurden mittels spezieller Färbemethoden und mikroskopischer Analysen vermessen. Wir konnten nachweisen, dass BoNT-A nicht an seiner Injektionsstelle verbleibt, sondern im Gehirn weitergereicht wird. Dies geschieht durch spezielle Transportprozesse von Nervengewebe, dem axonalen Transport. Außerdem konnten wir auch ein Jahr nach einer solchen Behandlung noch eine Aktivität von BoNT-A in den Gehirnen nachweisen, das heißt, dass selbst ein Jahr nach einer Injektion von BoNT-A in das Gehirn, dieses Toxin noch nicht vollständig abgebaut worden ist.

Ein besonderes Highlight dieser Veranstaltung war der Besuch bei dem lokalen mittelständischen Unternehmen „Orthopädie-Technik Scharpenberg“. Hier wurde unserer Gruppe durch einen Mitarbeiter der Forschungsabteilung sehr eindrucksvoll vorgeführt, wie 3D-Oberflächenscans von Körperteilen aber auch Amputationsstümpfen dazu genutzt werden, die Orthopädietechnik und die Prothetik weiterzuentwickeln um das Patientenwohl zu verbessern. Wir wurden auch durch die gesamte Produktionsabteilung geführt und von freundlichen Mitarbeitern über die Arbeitsschritte bei der Erstellung von Orthesen, Prothesen und orthopädischen Korsetten informiert. Ein besonderer Dank gilt Herrn Krügener.

Im Zuge unseres Praktikums konnten wir ein historisches Wachsmodell der embryonalen Entwicklung, das bereits seit Jahrzehnten zerbrochen war digital restaurieren und wiederherstellen.

Abschließend haben die Teilnehmer gelernt wie sie mit den zuvor selbst erstellten 3D-Modellen eigene Animationen erstellen können. Das neu erworbene Wissen wurde sogleich genutzt um eigene kurze interessante aber auch lustige 3D-Videos zu rendern.