Natürliche Antibiotika fördern den Schlaf nach Verletzungen
Die Wissenschaftler des Biotechnologischen Zentrums der TU Dresden und des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie gingen in Zusammenarbeit mit dem Centre d'Immunologie de Marseille-Luminy in Frankreich folgenden Fragen nach: Wie kommt es zu einer verlängerten Schlafdauer als Reaktion auf eine Verletzung? Wie erfährt das Gehirn von der Verletzung? Wird von der Wunde eine Art weitreichende Nachricht an das Gehirn gesendet?
Dazu nutzten Sie den Wurm C. elegans. Dieser ist das einfachste Tier, an dem der Schlaf untersucht werden kann, heißt es in einer Meldung. Es sei ein Modell, das ein breites Spektrum molekularbiologischer Techniken erlaubt, um grundlegende biologische Prozesse im Detail zu erforschen.
Und so suchte das Team nach Genen, die für die Verlängerung des Schlafes bei Würmern verantwortlich sind. Sie haben ein großangelegtes genetisches Screening durchgeführt und über 4500 verschiedene Genmutationen analysiert.
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Eines der gefundenen Gene hat ihre besondere Aufmerksamkeit erregt. Die Steigerung der Aktivität dieses Gens führte zu einem enormen Anstieg der Produktion von antimikrobiellen Peptiden (AMPs). Bei den AMPs handelt es sich um natürliche Antibiotika, die der Körper im Inneren der Wunde produziert, um die Krankheitserreger lokal abzuwehren.
Um den Zusammenhang zwischen den antimikrobiellen Peptiden und der Schlafsignalisierung herauszufinden, haben die Forscher die Genexpression von Würmern manipuliert. Sie haben die Produktion der natürlichen Antibiotika ausgeschaltet und sich angesehen, was mit den verletzten Würmern geschieht.
Was sich anhört, als würde man einfach einen Schalter umlegen, war in Wirklichkeit gar keine einfache Aufgabe. Es hat sich herausgestellt, dass antimikrobielle Peptide hochgradig redundant sind. Die Wissenschaftler haben festgestellt, dass insgesamt 19 verschiedene Gene, die für die Produktion von AMPs verantwortlich sind, gleichzeitig ausgeschaltet werden mussten, um einen erstaunlichen Unterschied zu beobachten.
„Wir haben gesehen, dass die Würmer, die keine antimikrobiellen Peptide produzieren, nach einer Verletzung viel weniger schlafen“, wird ein Forscher in der Mitteilung zitiert. „Normalerweise überleben Würmer Verletzungen recht gut. Wir haben jedoch beobachtet, dass der Schlafverlust die Anzahl der Würmer erhöhte, die eine scheinbar nicht bedrohliche Verletzung nicht überlebten.
Die Forscher konnten zeigen, dass die AMPs, einmal aus der Hautwunde freigesetzt, als Botenstoff wirken und Rezeptoren im Gehirn aktivieren. Diese Aktivierung wirkt als Schalter und schaltet Schlaf-Neuronen an, die dann die Schlaf-Menge steigern.
Diese Ergebnisse stärken die Rolle des Schlafs bei der Erholung von Verletzungen weiter. Da Schlaf bei praktisch allen Tieren vorkommt, deuten die Ergebnisse aus Sicht der Forscher darauf hin, dass Schlaf nicht nur für C.-elegans-Würmer, sondern auch für andere Tiere und möglicherweise sogar für den Menschen entscheidend für die Erholung und das Überleben nach einer Verletzung sein könnte.
Quelle: IDW