Frühgeborene

Ein besserer Start ins Leben mit Epo

Das Bluthormon Erythropoetin (Epo) ist viel mehr als ein Dopingmittel. Zahlreich sind die Studien, die belegen, dass Epo nicht nur die Blutbildung steuert, sondern im Körper auf vielfache Weise eine Rolle spielt. Die Postdoktorandin Edith Schneider-Gasser untersucht, ob sich das Gehirn von Frühgeborenen mit Hilfe von Epo schneller entwickelt. Ihr Projekt wird vom Forschungskredit der UZH unterstützt.

Lena Serck-Hanssen

Untersucht, ob Epo das Gehirn Frühgeborener schneller reifen lässt: Postdoktorandin Edith Schneider-Gasser. (Bild: Lena Serck-Hanssen)

Wir alle waren sozusagen einmal mit dem Bluthormon Erythropoetin (Epo) gedopt. Im Gehirn des ungeborenen Kindes ist die Konzentration an Epo sehr hoch, sinkt aber nach der Geburt rapide. Doch warum ist das so? Dieser Frage widmet sich die Postdoktorandin Edith Schneider-Gasser am Institut für Veterinärphysiologie der Universität Zürich.

An diesem Institut befassen sich Forscher schon seit vielen Jahren unter der Leitung von Professor Max Gassmann mit Epo und dessen Wirkung im Gehirn. Sie konnten zeigen, dass Epo bei Sauerstoffmangel neben der Wirkung auf die Blutbildung direkt im Gehirn die Atemfrequenz erhöht. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass das als Wachstumsfaktor bekannte Epo auf den Sitz des Atmungszentrums im Hirnstamm und möglicherweise auch auf andere Bereiche im Gehirn wirkt.

Während der Schwangerschaft aktiv

Dass Epo im Gehirn ungeborener Kinder in grosser Menge vorkommt und dort vielleicht direkt die Entwicklung und Reifung von Hirnzellen beeinflusst, sind die Grundannahmen für Schneider-Gassers jetziges Forschungsprojekt. Konkret beschäftigt sie sich mit der folgenden Frage: Könnte Epo dem Gehirn Frühgeborener helfen, schneller zu reifen? Falls ja, wäre dies für die Behandlung Frühgeborener eine sehr wichtige Erkenntnis.

Das Gehirn von Frühgeborenen ist noch nicht vollständig ausgereift, gleichzeitig sind die Kleinen für Hirnblutungen mit einhergehendem Sauerstoffmangel anfällig. Frühere Untersuchungen mit Frühgeborenen haben gezeigt, dass Kinder, die wegen einer Blutarmut mit Epo behandelt wurden, später deutlich weniger Hirnschäden aufwiesen, auch wenn sie eine Hirnblutung und damit einen massiven Sauerstoffmangel erlitten hatten. Offenbar schützt Epo die Nervenzellen gegen die Folgen von Sauerstoffmangel.

Neugeborene Mäuse als Modell

Wie genau dieser Schutz funktioniert und in welcher Weise Epo die Nervenzellen bei ihrer Entwicklung beeinflusst, ist jedoch noch unklar. Edith Schneider-Gasser konzentriert sich bei ihrer Forschung deshalb auf die Entwicklung des Gehirns während der Schwangerschaft. Als Modell verwendet sie Mäuse, die zwischen 1 und 21 Tage alt sind. Diese Altersspanne ist mit den 24. – 40. Schwangerschaftswochen beim Menschen vergleichbar. Bei einer Maus, die einen Tag alt ist, weist also das Gehirn einen Entwicklungsstand auf, der ungefähr mit dem eines Kindes in der 24. Schwangerschaftswoche vergleichbar ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das Gehirn von Mäusebabys wie von Frühgeborenen noch unreif.

Gehirn früher reif

Für ihre Versuche verwendet Schneider-Gasser transgene Mäuse, die viermal mehr Epo bilden als normale Mäuse, und sie vergleicht diese im Alter von einem bis zum 21. Tag mit normalen Mäusen. Erste Resultate zeigen, dass die Epo-Mäuse zu einem viel früheren Zeitpunkt als die normalen Mäuse adäquat auf einen Sauerstoffmangel reagieren. Dies bestätigt die Vermutung, wonach Epo das Gehirn früher reifen lässt und tatsächlich auch im Gehirn als Wachstumsfaktor wirkt.

Ebenso ist das totale Hirnvolumen der Epo-Mäuse im Vergleich zu normalen Mäusen um bis zu 20 Prozent grösser und gleicht sich erst am 21. Lebenstag dem Gehirn normaler Mäuse an, einem Alter, der beim Menschen einer termingerechten Geburt entspricht. Unklar ist noch, ob das grössere Gehirnvolumen tatsächlich einer erhöhten Reife der Nervenzellen entspricht. Dazu untersucht Schneider-Gasser auch die Dichte und den Entwicklungsstand der Nervenzellen.

Die bisherigen Resultate sind sehr vielversprechend. Zur Zeit existieren kaum Therapiemöglichkeiten, um die Reifung des Gehirns bei Frühgeborenen zu beschleunigen. Offen ist jedoch nach wie vor, wie genau Epo die Nervenzellen beeinflusst und ob es auch auf die Gliazellen und die Neubildung von Blutgefässen wirkt. Auch allfällige Nebenwirkungen sind noch unbekannt.

Weitere Forschungen geplant

«Dass ich gerade über Epo forsche, hat vielleicht auch mit meiner Herkunft zu tun», meint Schneider-Gasser, die im bolivianischen Hochland auf einer Höhe von 3600 Metern über Meer aufgewachsen ist und sich daher bereits früh für Sauerstoffmangel und dessen Auswirkungen auf das Gehirn interessierte. Mittlerweile lebt die dreifache Mutter jedoch seit einigen Jahren in der Schweiz und hat hier auch neben Windeln und Gemüsebrei ihr Doktorat geschrieben. «Mein Terminkalender ist voll», stellt Schneider-Gasser fest, doch scheint sie die Herausforderung von Forschungstätigkeit und Familie bestens zu bewältigen.

Mit Epo wird sich Schneider-Gasser auf alle Fälle noch eine Weile befassen: Ihre jetzige Forschung, die vom Forschungskredit der Universität Zürich unterstützt wird, kann sie dank einem Marie Heim-Vögtlin-Beitrag des Schweizerischen Nationalfonds noch zwei weitere Jahre weiterführen.

Das Hormon Erythropoetin (Epo)ist ein wichtiger Wachstumsfaktor für die Bildung roter Blutkörperchen, die den Sauerstoff im Blut transportieren. Bei vermindertem Sauerstoffgehalt im Blut, zum Beispiel auch in hoher Höhe, wird die Synthese von Epo in Gang gesetzt. Es wird als Therapeutikum bei der Behandlung der Blutarmut von Patienten verwendet, die an Nierenversagen leiden oder deren Blutbildung nach starker Chemotherapie eingeschränkt ist. Da Epo die Transportfähigkeit von Sauerstoff im Blut erhöht und damit die Leistungsfähigkeit steigert, wird Epo auch als Dopingmittel im Sport eingesetzt. Epo spielt jedoch nicht nur bei der Blutbildung eine Rolle. Es wirkt auch in vielen anderen nicht blutbildenden Geweben und weist dort verschiedene Funktionen auf.

Forschungskredit der UZH Mit Beiträgen aus dem Forschungskredit fördert die Universität Zürich Nachwuchskräfte durch die Finanzierung eines Forschungsprojekts von hervorragender wissenschaftlicher Qualität. Gefördert werden Angehörige der Universität Zürich, die am Anfang ihrer akademischen Karriere stehen und ein Dissertations-, Postdoc- oder Habilitationsprojekt an der Universität Zürich durchführen möchten. Der Forschungskredit unterstützt die Forschungsprojekte namentlich mit Salärbeiträgen. Zusätzlich beantragt werden können Beiträge an Sachmittel, die für die Durchführung des Projekts notwendig sind.

Lena Serck-Hanssen, Dipl. Natw. ETH/CAS PR-Redaktorin

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