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Gehirnverletzungen

Verletzungen des Gehirns können entweder durch Trauma von außen oder durch eine innere Schädigung verursacht werden. Das Gehirn ist eines der kompliziertesten Objekte des Universums und um besser zu verstehen, wie man Hirnschäden vorbeugen und sie nach Verletzungen heilen kann, verlassen wir uns auf Tierversuche.

Schädel-Hirn-Trauma
Schlaganfall
Hirntumor
Quellen

Schädel-Hirn-Trauma

Ein Schädel-Hirn-Trauma wird typischerweise von einem Schlag auf den Kopf verursacht, wie er zum Beispiel bei einem Autounfall oder einem Sturz vorkommen kann. In einem solchen Fall kann das Gehirn gegen den Schädel prallen und dabei Blutgefäße schädigen. Innere Blutungen können dazu führen, dass Teile des Gehirns nicht mehr mit Sauerstoff versorgt werden. Der Druck, der sich durch das entstehende Hämatom aufbaut, kann ernsthafte Schäden verursachen. Eine Reihe von Behandlungsmethoden (wie Stammzellen, Calciumkanalblocker, entzündungshemmende Medikamente, Östrogen, Eisen-chelatbildende Substanzen) haben bereits in Modellversuchen mit Tieren ihr großes Potenzial bei intrazerebralen Blutungen gezeigtANCHOR.

Ebenso werden Tiermodelle heran gezogen um fest zu stellen, welche Behandlungstechniken für die Nachbehandlung von traumatischen Hirnverletzungen am besten geeignet sind. Es konnte im Tiermodell gezeigt werden, dass akute Therapien, wie therapeutische Hypothermie oder blutdrucksteigernde (hypertensive ) Mittel, Hirnschäden reduzieren. Rehabilitationsmaßnahmen, wie eine ketogene Diät, Bewegung und sensorische Stimulation, wurden ebenfalls durch kontrollierte Tierversuche bestätigtANCHOR.

Eine im Jahr 2011 veröffentlichte Studie zeigte wie Spechte Hirnschäden vermeiden, während sie hundertmal pro Minute auf einen Baumstamm trommeln. Auf die Vögel wirken Kräfte von bis zu 1000 g ein (im Vergleich dazu wirkt auf einen Astronauten während einem Space Shuttle Start eine Kraft von 3 g) und dennoch nehmen sie keinen Schaden. CT Scans ließen mehrere Abschnitte schwammartiger Knochen im Schädel sowie eine veränderte Knochengröße im Schnabel erkennen, die dazu beitragen Gehirnverletzungen durch einwirkende Stöße zu verhindern. Dieses, von der Natur perfektionierte Design, kann herangezogen werden um die Effizienz von schützenden Kopfbedeckungen für diejenigen zu erhöhen, die dem Risiko eines Schädel-Hirn-Traumas aus gesetzt sindANCHOR.

Schlaganfall

Schlaganfälle werden durch Blutgerinnsel verursacht, die die Sauerstoffversorgung von einzelnen Gehirnarealen verhindern. Sie können tödlich sein und ohne Vorwarnung auftreten. Für weiteführende Details darüber, wie hilfreich Tierversuche sind um Auswirkungen von Schlaganfällen zu verstehen und zu behandeln besuchen Sie bitte unsere Schlaganfall Seite.

Hirntumor

Hirntumore sind besonders schädigend, da sie von außen nicht sichtbar sind und es die kompakte Natur des Schädels mit sich bringt, dass der wachsende Tumor erheblichen Druck auf das Gehirn aus üben kann. Die am häufigsten auftretende und tödlichste Form von Gehirntumoren sind Glioblastome mit einer mittleren verbleibenden Lebenserwartung von 14 Monaten, selbst unter BehandlungANCHOR. Im Jahr 2009 entwickelten Wissenschaftler ein verbessertes Modell des Glioblastoms in Mäusen, das dieselben Charakteristiken und Strukturen wie die der menschlichen Krankheit auf weißtANCHOR. Das Modell verbessert die Möglichkeiten für Forscher nach potentiellen Therapien für diesen schweigenden Killer zu suchen.

Das Gehirn wird von einer Barriere geschützt, die Infektionen durch Bakterien oder Viren im Blut verhindert. Gerade diese Tatsache macht es schwierig für Medikamente gegen Hirntumore ihr Ziel zu erreichen. Um dieses Hindernis zu überwinden, haben Wissenschaftler eine Ultraschall basierte Technik entwickelt, mit der sich diese Barriere in Ratten temporär aufspalten lässt. Wenn man diese Technik mit magnetischen Nanopartikeln, die Medikamente enthalten, kombiniert, kann ein magnetisches Feld verwendet werden um den Wirkstoff in den Hirntumor zu lenkenANCHOR.

Darüber hinaus gelang es Wissenschaftlern in Mäusen Krebs tötende Viren gegen Gehirntumore einzusetzenANCHOR. Um zu verhindern, dass das Immunsystem die Viren angreift, werden sie in infizierten Neuro-Stammzellen versteckt. Diese Zellen migrieren automatisch zu den Tumoren, wo sie dann die Viren frei setzten und die Krebszellen vernichten.


Quellen

  1. http://www.camarades.info/index_files/Frantzias_2011.pdf
  2. http://www.abiebr.com/module/19-traumatic-brain-injury-and-animal-research
  3. Wang L, Cheung JT-M, Pu F, Li D, Zhang M, et al. (2011) Why Do Woodpeckers Resist Head Impact Injury: A Biomechanical Investigation. PLoS ONE 6(10): e26490. doi: 10.1371/journal.pone.0026490
  4. Johnson DR, O'Neill BP. (2011) Glioblastoma survival in the United States before and during the temozolomide era. J Neurooncol. 107(2):359-64. doi: 10.1007/s11060-011-0749-4
  5. Marumoto T et al. (2009) Development of a novel mouse glioma model using lentiviral vectors. Nature Medicine 15:110-6. doi: 10.1038/nm.1863
  6. Liu HL et al. (2010) Magnetic resonance monitoring of focused ultrasound/magnetic nanoparticle targeting delivery of therapeutic agents to the brain. Proc Natl Acad Sci USA 107:15205–15210. doi: 10.1073/pnas.1003388107
  7. Ahmed AU et al. (2011) Neural Stem Cell-based Cell Carriers Enhance Therapeutic Efficacy of an Oncolytic Adenovirus in an Orthotopic Mouse Model of Human Glioblastoma. Molecular Therapy 19(9):1714–26. doi:10.1038/mt.2011.100

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