Reparieren Zahnzellen geschädigtes Hirngewebe nach einem Stroke?

Das Team unter der Leitung von Prof. Won-Jae Kim vom „Stem Cell Secretome Research Center“ an der Zahnmedizinischen Fakultät der Chonnam National University in Südkorea hat in einem Mausmodell untersucht, ob das hDPSC-Sekretom die funktionelle Erholung nach einem Schlaganfall verbessern kann. Das sogenannte Secretom wird aus der Pulpa gewonnen. Der Fokus der Untersuchung lag darauf, wie sich die Folgen eines akuten Sauerstoffmangels im Gehirn – wie er bei einem ischämischen Ereignis auftritt – möglicherweise abmildern lassen.

Nach einem Schlaganfall leidet das Gehirn unter massivem oxidativen Stress und Entzündungen, die gesundes Gewebe nachträglich zerstören. Das hDPSC-Sekretom stoppt diese Kettenreaktion, indem es die körpereigene Immunabwehr des Gehirns von „Zerstörung“ auf „Heilung“ umpolt, die zellulären Kraftwerke schützt und das Wachstum neuer Blutgefäße sowie Nervenzellen anregt. Bei diesem Behandlungsansatz werden keine lebenden Zellen transplantiert, sondern ein zellfreier Wirkstoff-Cocktail aus spezifischen Proteinen und Botenstoffen genutzt, wodurch Risiken wie Immunabstoßungen oder Tumorbildungen vermieden werden.

Die Studie identifizierte 299 Proteine, die ausschließlich im hDPSC-Sekretom vorkommen und vor allem mit extrazellulären Vesikeln, Immunmodulation, Neuroprotektion, Angiogenese, Apoptoseregulation und Resistenz gegen oxidativen Stress in Verbindung standen. Mehrere dieser Proteine standen in besonderem Zusammenhang mit der antioxidativen Abwehr. Während SOD2, GSR und GSTP1 direkt mit dem antioxidativen Abwehrnetzwerk des Gehirns verbunden waren, erwiesen sich Proteine wie GRN, CSF1 und LRP1 als Schlüsselregulatoren der Mikrogliazellen-Phänotypregulation.

Bei Mäusen mit Schlaganfall, die mit dem Sekretom behandelt wurden, führte diese biologische Reparatur zu einer messbaren Verkleinerung des Hirnschadens sowie zu deutlichen Fortschritten bei der motorischen Koordination, dem Gedächtnis und dem Lernvermögen. So zeigten die Tiere deutliche Verbesserungen hinsichtlich des körperlichen Gleichgewichts und der sensomotorischen Reaktionen.

Das hDPSC-Sekretom führte zudem zu einer erfolgreichen Wiederherstellung mehrerer kognitiver Bereiche und verbesserte das räumliche Lernen, das Arbeitsgedächtnis und das assoziative Gedächtnis in Versuchen mit dem Barnes-Labyrinth, dem Kreuzlabyrinth und der Angstkonditionierung signifikant, während gleichzeitig angstbezogene Verhaltensweisen nach dem Schlaganfall reduziert wurden.

„Durch die Nutzung der von Stammzellen ausgeschütteten bioaktiven Faktoren anstelle der Zellen selbst vermeidet die klassischen Hürden der Zelltransplantation, wie eine geringe Zellüberlebensrate, Immunabstoßung und Tumorentstehung“, erklärte Kim. „Wir wollten herausfinden, ob das hDPSC-Sekretom als sichere, unterstützende Behandlung eingesetzt werden kann, um sekundäre Hirnschäden zu mildern, Neuroentzündungen zu modulieren und die neuronale Regeneration nach einem Schlaganfall zu beschleunigen.“

„In den nächsten zehn Jahren könnten sekretombasierte Therapien die Schlaganfallversorgung revolutionieren, indem sie Hirnschäden begrenzen und neuronale Netzwerke aktiv reparieren. Da dieser Ansatz auf grundlegende Mechanismen wie Entzündungen und zellulären Stress abzielt, könnte er letztendlich auch auf die Behandlung anderer schwerwiegender Hirnerkrankungen wie Alzheimer und Parkinson ausgeweitet werden“, resümiert Kim.