Neurobiologie : Botox gelangt in das Gehirn von Ratten

Botulinumtoxin kann entlang von Nerven wandern und Proteine im Hirnstamm zersetzen.

Kerri Smith

Wissenschaftler haben beobachtet, wie Botulinumtoxin, das als Antifaltenmittel Botox berühmt wurde, bei Ratten von der Injektionsstelle in das Gehirn transportiert wird. Dort angelangt kann das Toxin Proteine zersetzen und auf Nerven einwirken.

Die bislang unbekannte Fähigkeit von Botulinumtoxin, auf das Gehirn einzuwirken, "gibt sicher Anlass für Bedenken", sagt Matteo Caleo vom Italian National Research Council's Institute of Neuroscience in Pisa.

Bislang wurden Untersuchungen lediglich mit Nagern durchgeführt, die aufgrund der Migration des Toxins in das Gehirn kein auffälliges Verhalten zeigten. Lediglich ein Bruchteil der Dosis wurde über die Nerven weitergeleitet, merken die Forscher an, der Rest verblieb in der Nähe der Injektionsstelle. Und die Dosen, die bei Menschen verwendet werden, sind gering, weshalb ein Effekt - sofern er auftritt - vermutlich zu vernachlässigen wäre.

Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass weitere Arbeiten notwendig sind, um besser zu verstehen, wie sich das Toxin über die Nerven verteilt und wie dies zu verhindern ist oder therapeutisch genutzt werden kann, sagt Caleo.

Übertragen

Es war bereits bekannt, dass Botulinumtoxin innerhalb des Körpers migrieren kann. Die US Food and Drug Aministration (FDA) überprüft derzeit die Sicherheit von Botulinumtoxin aufgrund von Berichten über Umkehreffekte, was nahelegt, dass sich das Toxin im Körper über die Injektionsstelle hinaus ausgebreitet hat. Wie genau es in seiner aktiven, nervenblockierenden Form transportiert wird, war jedoch unklar.

Caleos Team injizierte Botulinumneurotoxin A - das Toxin, das üblicherweise bei muskulären Erkrankungen oder zu kosmetischen Zwecken verwendet wird - in die Muskeln der Tasthaare von Ratten und untersuchten anschließend die entsprechende Hirnregion auf verräterischen Zeichen des Toxins: Überreste des Proteins, das Botulinum aufspaltet. Drei Tage nach der Injektion fanden sie diese Spaltprodukte in einer Region des Stammhirns (1). Die Menge des Toxins, die diese Zellen erreichte, hatte keinen nennenswerten Effekt auf die Tiere.

Der Umstand, dass das Toxin in die Nerven gelangt, verschafft ihm Zugang zum Gehirn, das von im Blut gelösten Medikamenten häufig nur schwer oder gar nicht erreicht wird. "In diesem Fall haben wir so etwas wie ein Trojanisches Pferd", sagt Caleo. Nervenzellen senden Axone in die Muskeln und diese Axone nehmen das Toxin auf, das dann über die Nerven ins Gehirn transportiert wird.

Trojanisches Pferd

Dieses "Trojanische-Pferd-Manöver" ist von etlichen Toxinen bekannt, erklärt Christopher von Bartheld von der University of Nevada in Reno. Einige Wissenschaftler nutzen diese Eigenschaft, um Medikamente in bestimmte Hirnregionen zu bringen.

Caleo und sein Team haben ebenfalls gezeigt, dass sich Botulinumtoxin innerhalb des Gehirns ausbreiten kann, indem sie es in eine der paarigen Strukturen des Hippocampus injizierten und seine Ausbreitung in die andere verfolgten. Sie interessierten sich für die internen Effekte des Toxins, da eines ihre Ziele darin besteht, es in der Behandlung der Epilepsie einzusetzen, die durch überschießende elektrische Aktivität in bestimmten Hirnregionen verursacht wird, erklärt Caleo.

Derzeit wird Botox in der Behandlung von Erkrankungen wie Dystonien und Spastiken eingesetzt, bei denen überaktive Nerven muskuläre Probleme verursachen. Caleos Überlegung ist, dass ein Toxin, das bei überaktiven Nerven im Körper wirkt, auch bei überaktiven Nerven im Gehirn nützlich sein kann.

Die Entdeckung hat daher möglicherweise positive Auswirkungen auf einige Therapien. Für den Einsatz von Injektionen aus kosmetischen oder einigen klinischen Gründen sollte sie jedoch ein Warnsignal sein. Caleo würde die Behandlung von Patienten mit Dystonien nach wie vor befürworten, da es starke Evidenz für ihren Nutzen gibt - Vorsicht sei im Licht der neuen Ergebnisse dennoch angebracht.

(1) Antonucci, F. , Rossi, C. , Gianfranceschi, L. , Rossetto, O. & Caleo, M. J. Neurosci. 28, 3689-3696 (2008).

Dieser Artikel wurde erstmals am 1.4.2008 bei news@nature.com veröffentlicht. doi: 10.1038/news.2008.719. Übersetzung: Sonja Hinte. © 2007, Macmillan Publishers Ltd

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