2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Das Medikament Metformin, das bei Typ-2-Diabetikern häufig zur Senkung des Blutzuckers verwendet wird, erhöht die Anzahl der Stammzellen im Gehirn und hilft so dem Gehirn, sich von einer Verletzung zu erholen. Aber eine neue Studie an Mäusen hat gezeigt, dass es nur bei Frauen funktioniert. Experimente haben gezeigt, dass Testosteron die heilende Wirkung von Metformin unterdrückt. Die Forschung wird in der Zeitschrift Science Advances beschrieben.
Im Gehirn gibt es in der subventrikulären Zone (SVZ) der Seitenventrikel und im Gyrus dentatus (DG) des Hippocampus Zonen, in denen neurale Vorläuferzellen wachsen. Diese Zellen versorgen das Gehirn mit neuen Neuronen und können bei der Genesung von Hirnschäden wie einem Schlaganfall helfen. Zuvor konnte bei Mäusen gezeigt werden, dass ein bei der Behandlung von Typ-2-Diabetes häufig eingesetztes Medikament, Metformin, die Anzahl der Vorläuferzellen erhöht und damit die Genesung des Gehirns erleichtert.
Frühere Experimente wurden ohne Kontrolle durch das Geschlecht der Probanden durchgeführt, und er kann eine Rolle spielen. Obwohl es kein vollständiges Bild der Unterschiede zwischen Vorläuferzellen verschiedener Geschlechter gibt, ist bekannt, dass Zellen aus der subventrikulären Zone Gene für Aromatase, das Enzym, das Testosteron in Östradiol umwandelt, unterschiedlich exprimieren.
Cindi M. Morshead und ihre Kollegen von der University of Toronto haben eine Studie durchgeführt, um herauszufinden, ob die therapeutische Wirkung von Metformin je nach Geschlecht unterschiedlich ist. Zuerst führten sie Experimente an gesunden Mäusen durch. Mäuse beiderlei Geschlechts und unterschiedlichen Alters erhielten täglich subkutane Injektionen des Arzneimittels und beobachteten, wie sich die Anzahl der Ansammlungen von Vorläuferzellen in der subventrikulären Zone veränderte.
Bei neugeborenen Mäusen erhöhte Metformin die Anzahl der Vorläuferzellen unabhängig vom Geschlecht. Bei heranwachsenden Mäusen vor der Pubertät, d. h. bei Mäusen, die älter als 17 Tage, aber weniger als 5 Wochen alt waren, hatte das Medikament keine Wirkung. Bei erwachsenen Mäusen war die Wirkung stark vom Geschlecht abhängig - bei den Weibchen stieg die Zahl der Vorläuferzellen, bei den Männchen jedoch nicht.
Die Wirkung von Metformin auf das Wachstum der Anzahl der Vorläuferzellen. Links die Weibchen, rechts die Männchen
Im Laufe des Lebens schwankt der Spiegel der Sexualhormone - in der Kindheit gibt es einen Anstieg des Östradiols und bei beiden Geschlechtern, während Testosteron nur in den ersten Stunden nach der Geburt aktiv freigesetzt wird. In der Adoleszenz schütten Mäuse keine Sexualhormone aus, aber mit Beginn der Pubertät beginnt die Östradiol-Synthese bei den Weibchen und die Testosteron-Synthese bei den Männchen.
Ärzte schlugen vor, dass der Grund für die unterschiedliche Wirkung des Arzneimittels genau im Einfluss von Hormonen liegt. Sie experimentierten mit heranwachsenden Mäusen beiderlei Geschlechts, um ihre Hypothese zu testen. Jungen Frauen, die kein eigenes Estradiol haben, wurde Metformin und ein Hormon injiziert, und Männern wurde ein Medikament mit Testosteron verabreicht. Das Bild war das gleiche wie bei erwachsenen Mäusen: Die Zahl der Vorläuferzellen nahm bei den Weibchen zu, nicht aber bei den Männchen.
Danach führten die Wissenschaftler Experimente durch, um herauszufinden, wie Metformin die Erholung des Gehirns nach einer Schädigung beeinflusst. Neugeborene Mäuse beiderlei Geschlechts wurden operiert, wobei die Halsschlagadern durchtrennt wurden und so hypoxisch-ischämische Hirnschäden verursacht wurden. Die Mäuse wurden dann mit Metformin behandelt und nach 56 Tagen zu kognitiven Tests gezwungen. Die Mäuse sollten von einer unbequem beleuchteten Box in eine bequeme dunkle umziehen, aber ein Pappstopfen verhinderte sie. Anhand der Zeit, die es dauerte, das Hindernis zu überwinden, war es möglich, das Niveau der kognitiven Fähigkeiten der Mäuse zu beurteilen.
Es stellte sich heraus, dass die Droge den Weibchen half, ihren Verstand zurückzugewinnen, während dies den Männchen nicht gelang. Frauen bestanden den Test nur um 20 Prozent schlechter als gesunde Kontrollen, und Männer, die das Medikament erhielten, unterschieden sich nicht von denen, die überhaupt keine Behandlung erhielten.
Der Mechanismus der Wirkung von Hormonen auf Vorläuferzellen in Gegenwart von Metformin ist noch unklar, aber nach den Ergebnissen von Experimenten wird Östradiol benötigt, damit das Medikament wirkt, und Testosteron blockiert es. Die Autoren der Studie kommen zu dem Schluss, dass der Einfluss des Geschlechts auf die therapeutische Wirkung von Metformin zukünftig bei der Therapie zur Wiederherstellung der Gehirnfunktionen eines Menschen berücksichtigt werden sollte.
Obwohl Testosteron bei Mäusen Hirnverletzungen stört, schützt es ihre Embryonen vor dem Tod. Wir schrieben, dass dieses Hormon Entzündungen reduziert und vor den Auswirkungen genomischer Instabilität bei Mausembryonen schützt.
