Berlin - Mit Flüssigkeit gefüllte Hirnkammern fangen wie Stoßdämpfer Erschütterungen oder Stöße ab und schützen das Gehirn vor Schaden. Forscher des Max-Delbrück-Centrums (MDC) und des Leibniz-Instituts für Molekulare Pharmakologie (FMP) in Berlin-Buch konnten jetzt bei Zebrafischen zeigen, auf welche Weise sich diese Hirnventrikel bereits vor der Anlage der Blut-Hirn-Schranke bilden. Ein Protein (Claudin5a) ist dabei entscheidend. Es bildet eine Barriere zwischen dem Nervenzellgewebe und den Kammern. Fehlt es, können sich die Kammern nicht ausdehnen und die Formgestaltung des Gehirns der Tiere ist gestört. Diese Erkenntnisse könnten nach Ansicht der Forscher für Tests zur Durchlässigkeit von Medikamenten ins Gehirn genutzt werden. (PNAS, doi:10.1073/pnas.0911996107)*.

Wie die Blut-Hirn-Schranke, die verhindert dass Krankheitserreger über das Blut ins Gehirn eindringen, sind auch die Hirnkammern oder Hirnventrikel von ihrer Umgebung abgeschottet. So können sich die Kammern mit Flüssigkeit füllen, ausdehnen und somit zur Stabilität des Gehirns beitragen. Die hierfür verantwortliche Barriere enthält im Gegensatz zur Blut-Hirnschrankekeine Blutgefäße, sondern besteht ausschließlich aus Nervenzellen, die aber ebenfalls fest über Proteinfäden miteinander verbunden sind. Ein Bestandteil dieser eng geknüpften Fäden, den tight junctions, ist das Protein Claudin5a.

Jingjiing Zhang aus der Forschungsgruppe von Dr. Salim Seyfried (MDC) und Wissenschaftler aus der Forschungsgruppe von Dr. Ingolf E. Blasig (FMP) haben jetzt die Funktion dieses Proteins erstmals in einem sehr frühen Entwicklungstadium der Zebrafische entschlüsselt. In ihren Versuchen konnten sie zeigen, dass die Kammern sich nicht ausdehnen, wenn Claudin5a fehlt. Die Folge –die FormdesGehirnswird verändert. Stellten die Forscher aber die Funktion von Claudin5a wieder her, indem sie Claudin5a im gesamten Embryo wieder anschalteten, konnten sich die Hirnkammern wieder ausdehnen.

Dr. Seyfried ist davon überzeugt, dass diese Erkenntnisse über die Dichtheit von Barrieren durch Claudin5 auch für die pharmakologische Forschung genutzt werden können. Medikamente finden kaum oder gar nicht durch die Blut-Hirn-Schranke, was die Behandlung von Hirnerkrankungen erschwert. „Im Zebrafisch könnte man untersuchen, welche Substanzen kurzzeitig die Funktion von Claudin5a ausschalten und damit zur Öffnung von Gehirnbarrieren wie der Blut-Hirn-Schranke beitragenDas könnte für die Entwicklung von Medikamenten von Bedeutung sein, die ihre Wirkung im Gehirn entfalten sollen.“

* Establishment of a neuroepithelial barrier by Claudin5a is essential for zebrafish brain ventricular lumen expansion

Jingjing Zhang1, Jörg Piontek2, Hartwig Wolburg3, Christian Piehl2, Martin Liss1,2, Cécile Otten1, Annabel Christ1, Thomas E. Willnow1, Ingolf E. Blasig2,# and Salim Abdelilah-Seyfried1,#

[1] Max Delbrück Center (MDC) for Molecular Medicine, Robert-Rössle Str. 10, D-13125 Berlin , Germany

[2] Leibniz Institute for Molecular Pharmacology, Robert-Rössle Str. 10, D-13125 Berlin , Germany

[3] Institute of Pathology, University of Tübingen , Liebermeisterstr. 8, D-72076 Tübingen, Germany

# Corresponding authors

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