Eine Goldgrube für die Erforschung von Hirnerkrankungen

Der Mensch war schon immer vom Gehirn fasziniert.

Obwohl die wissenschaftlichen Erkenntnisse über diese 1,3 kg schwere, zerbrechliche Substanz, die in unserem Schädel eingebettet ist, seit langem unvollständig sind, läuten bahnbrechende technische Durchbrüche der letzten Jahre nun ein Goldenes Zeitalter der molekularen Neurowissenschaften ein.

Diese Durchbrüche wurden zum Teil dank Gehirnbanken ermöglicht, die menschliche Gehirne unter den bestmöglichen Bedingungen für die wissenschaftliche Forschung konservieren. Hier in Montréal haben wir eine der weltweit größten Banken dieser Art, die Douglas-Bell Canada Brain Bank (DBCBB), die 1980 im Douglas Hospital gegründet wurde.

Das DBCBB, das jeden Monat mehrere Gehirne erhält, hat bis heute über 3.600 Exemplare gesammelt. Jedes Jahr bearbeitet sein Team Dutzende von Gewebeanfragen von Wissenschaftlern in Québec, Kanada und im Ausland und bereitet etwa 2.000 Proben für die Forschung vor.

In den letzten 40 Jahren haben diese Bemühungen zu einer beträchtlichen Anzahl von Entdeckungen über verschiedene neurologische und psychiatrische Erkrankungen geführt.

Als ordentlicher Professor in der Abteilung für Psychiatrie der McGill University, Forscher am Douglas Research Center und seit 2007 Direktor des DBCBB arbeite ich eng mit Dr. Gustavo Turecki zusammen, Co-Direktor des DBCBB und verantwortlich für die gewidmete Komponente zu psychiatrischen Erkrankungen und Suizid.

Eine kurze Geschichte der Forschung zum menschlichen Gehirn

Erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts begannen Wissenschaftler, die mikroskopischen Elemente zu identifizieren, aus denen das menschliche Gehirn besteht.

Damals wurden Gehirne erstmals in Formalin konserviert, einer Lösung, die biologisches Gewebe konserviert, sodass es leichter gehandhabt und längerfristig gelagert werden kann.

Gleichzeitig wurden Präzisionsinstrumente und Protokolle entwickelt, die es ermöglichten, die mikroskopischen Eigenschaften von Nervengewebe zu untersuchen.

Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts begnügten sich Forscher vor allem damit, die Gehirne von Patienten zu konservieren, die bei Autopsien entnommen wurden, um sie zur Identifizierung möglicher makroskopischer oder mikroskopischer Veränderungen im Zusammenhang mit neurologischen oder psychiatrischen Symptomen nutzen zu können.

Dies hat tatsächlich der deutsche Neurologe Alois Alzheimer getan, als er das Gehirn eines seiner an Demenz erkrankten Patienten analysierte. Im Jahr 1906 beschrieb er erstmals die mikroskopischen Läsionen, die die Krankheit charakterisieren, die heute seinen Namen trägt.

Bis zum Ende der 1970er Jahre wurden in Krankenhausumgebungen zahlreiche Sammlungen von in Formalin konservierten Gehirnproben angelegt, ein wenig wie die Wunderkammern früherer Zeiten.

Gegen Ende des 20. Jahrhunderts wurden neue experimentelle Ansätze entwickelt, die eine hochauflösende Analyse von Zellen und Molekülen in biologischen Geweben ermöglichten.

Dann wurde es notwendig, menschliche Gehirne, die mit Zustimmung des Einzelnen oder seiner Familie gewonnen wurden, unter Bedingungen zu sammeln und zu konservieren, die mit modernen wissenschaftlichen Techniken kompatibel sind.

Forscher begannen, eine der Gehirnhälften einzufrieren, um ihre verschiedenen molekularen Komponenten zu messen. Die andere Hemisphäre wurde in Formalin konserviert, um für makroskopische und mikroskopische anatomische Studien verwendet zu werden.

In diesem Kontext wurde die Douglas-Bell Canada Brain Bank gegründet.

Neue experimentelle Ansätze zeigen Ergebnisse

Führende Forscher vieler Universitäten auf der ganzen Welt nutzen mittlerweile DBCBB-Proben, um ihre Forschung voranzutreiben. Dazu gehören natürlich auch eine Reihe von Teams in Québec.

Beispielsweise entdeckte Judes Poirier mit seinem Team vom Douglas Research Center, das der McGill University angegliedert ist, dass das APOE4-Gen ein Risikofaktor für die Alzheimer-Krankheit ist. Vor kurzem entdeckte das Team von Gilbert Bernier, Professor an der Abteilung für Neurowissenschaften der Université de Montréal, dass die für diese Krankheit charakteristischen Läsionen mit einer abnormalen Expression des BMI1-Gens verbunden sind.

Im Hinblick auf psychiatrische Erkrankungen und insbesondere Depressionen hat die McGill Group for Suicide Studies kürzlich große Fortschritte erzielt.

Mithilfe modernster Methoden zur Isolierung und Analyse menschlicher Gehirnzellen ist es Tureckis Team gelungen, die Zelltypen genau zu identifizieren, deren Funktion bei Männern, die an einer schweren Depression gelitten haben, beeinträchtigt ist, und anschließend herausgefunden, dass die an dieser Krankheit beteiligten Zelltypen bei Männern unterschiedlich sind und Frauen.

Diese experimentellen Ansätze generieren riesige Datensätze, die in Folgestudien untersucht werden können. Dies ist beispielsweise bei der Arbeit in meinem Labor der Fall, bei der Anzeichen anhaltender Veränderungen der Neuroplastizität im präfrontalen Kortex von Menschen mit Kindesmissbrauch in der Vorgeschichte festgestellt wurden. Tatsächlich ermöglichten uns die oben genannten Studien, mindestens einen der Zelltypen zu entdecken, die an diesem Phänomen beteiligt sind.

Kurz gesagt, die experimentellen Methoden, die uns heute zur Verfügung stehen, ermöglichen es uns, das Gehirn in seine elementaren Bestandteile zu zerlegen, um seine Funktionen und Funktionsstörungen zu verstehen.

Identifizieren, verhindern, untersuchen und behandeln

Dank der harten Arbeit und des Engagements des gesamten DBCBB-Teams sowie der unermüdlichen Unterstützung aller seiner Partner, Gönner (oft anonym) und Geldgeber – insbesondere des FRQS-Forschungsfonds und des Québecs Suizidforschungsnetzwerks, des Réseau québécois sur le Suicide , Les Troubles de l'humeur et les Troubles Associés – diese unschätzbare Ressource hat es nicht nur geschafft zu überleben, sondern auch zu wachsen und sich zu einer der größten Gehirnbanken der Welt zu entwickeln.

Es gibt allen Grund zu der Annahme, dass das DBCBB in den kommenden Jahren eine wichtige Rolle bei der immer präziseren Identifizierung der biologischen Ursachen von Hirnerkrankungen spielen und damit zur Identifizierung neuer Angriffspunkte beitragen wird Ansätze zur Prävention, Früherkennung und Behandlung.

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.