Die Spitzmaus durchläuft einen außergewöhnlichen jahreszeitlichen Wandel: Ihr Gehirn schrumpft jeden Winter um bis zu 30 %, um sich bei wieder wärmerem Wetter vollständig zu regenerieren. Diese bemerkenswerte Fähigkeit, bekannt als Dehnels Phänomen, kommt nicht nur bei Spitzmäusen vor – Maulwürfe, Wiesel und Hermeline haben diese Eigenschaft gemeinsam –, aber zu verstehen, wie sie es tun, könnte Einblicke in die Verhinderung oder sogar Umkehrung der Gehirndegeneration beim Menschen liefern.
Evolutionäre Ursprünge und genetische Treiber
Forscher unter der Leitung von William Thomas von der Stony Brook University haben das Genom der Spitzmaus kartiert und es mit anderen Säugetieren verglichen, die diese saisonale Gehirnplastizität aufweisen. Das Team baute auf früheren Arbeiten zur Untersuchung der Genexpression während der Schrumpfung und des Nachwachsens des Gehirns auf und identifizierte wichtige genetische Mechanismen.
Die Studie ergab, dass Gene, die für die Bildung von Gehirnzellen verantwortlich sind, bei Arten, deren Gehirne schrumpfen und nachwachsen, deutlich hochreguliert sind. Insbesondere die Spitzmaus zeigt eine erhöhte Expression von VEGFA, einem Gen, das mit der Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke verbunden ist (und möglicherweise die Nährstoffwahrnehmung verbessert). Andere hochregulierte Gene stehen im Zusammenhang mit der DNA-Reparatur und der Langlebigkeit, was auf ein hochkoordiniertes System schließen lässt.
Wie funktioniert Gehirnschrumpfung?
Bei diesem Prozess geht es nicht darum, Gehirnzellen dauerhaft zu verlieren. Stattdessen scheinen Spitzmäuse das Gehirnvolumen zu reduzieren, indem sie Wasser abgeben, unterstützt durch die Aktivität von Genen zur Wasserregulierung. Dieser reversible Verlust vermeidet die schädlichen Auswirkungen, die typischerweise bei neurodegenerativen Erkrankungen auftreten. Die Forscher beschreiben ein „fein abgestimmtes System“, das die neuronale Integrität bei extremen physiologischen Veränderungen bewahrt.
Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit
Während bei der Übertragung tierischer Erkenntnisse auf den Menschen Vorsicht geboten ist, identifiziert die Studie potenzielle Biomarker und therapeutische Ziele für neurodegenerative Erkrankungen. Wie die Zellbiologin Aurora Ruiz-Herrera betont, könnten die Gene, die an der Energiehomöostase und der Blut-Hirn-Schranke beteiligt sind, neue Wege für die Forschung bieten.
„Die Fähigkeit der Spitzmaus, die Schrumpfung des Gehirns ohne dauerhafte Schäden reversibel zu regulieren, ist ein faszinierendes Modell für das Verständnis, wie wir die neuronale Funktion beim Menschen schützen oder wiederherstellen können.“
Die außergewöhnliche Anpassungsfähigkeit der Spitzmaus unterstreicht die Fähigkeit der Natur zur Widerstandsfähigkeit und Regeneration und eröffnet spannende Möglichkeiten für zukünftige medizinische Durchbrüche.
