Charakterisierung der Veränderungen in den Signalwegen während einer durch eine Rückenmarksverletzung verursachten Skelettmuskelatrophie

Atrogin-1 und Muskel-RING-Finger-1 sind Skelettmuskel-spezifische Gene mit Ubiquitin-Ligase-Aktivitäten, die während der Muskelatrophie bei Mäusen hochreguliert werden. Die Akt/GSK3- und Akt/mTOR-Signalwege sind an der Muskelhypertrophie bei Mäusen beteiligt. Aktuelle Studien des Forscherteams und anderer haben die Bedeutung dieser Signalwege für die Kontrolle der Muskelmasse beim Menschen gezeigt. Allerdings hat noch keine Studie die Beteiligung dieser Systeme in den frühen Stadien der durch Rückenmarksverletzungen verursachten Atrophie der menschlichen Skelettmuskulatur untersucht.

Die Forscher schlagen vor, das Expressionsniveau der verschiedenen Komponenten des Ubiquitin-Proteasom-Systems zusammen mit dem Expressionsniveau und der Aktivität der Akt/mTOR- und Akt/GSK3-Signalwege nach SCI beim Menschen in den ersten Monaten nach der Verletzung zu untersuchen.

Ein zweites Ziel dieses Projekts besteht darin, zu beurteilen, ob ein neuartiges elektrisches Stimulationsgerät, das Bewegungen durch elektrische Muskelstimulation im geschlossenen Regelkreis erzeugt, Kraft und Muskelmasse bei diesen Patienten verbessern kann.

Die Patienten werden gemeinsam an der Clinique Romande de Réadaptation (CRR) in Sion und dem Schweizer Paraplegikerzentrum in Nottwil rekrutiert. Sie werden nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen eingeteilt: Eine erste Gruppe von Patienten wird einer konventionellen Rehabilitationsbehandlung unterzogen, während eine zweite Gruppe von Patienten mit einem brandneuen Elektrostimulationssystem namens MotionMaker TM behandelt wird. In den ersten Wochen nach der Aufnahme werden Biopsien entnommen; Zwei weitere Biopsien werden 3 bzw. 6 Monate nach der Läsion entnommen.

Unsere Ergebnisse werden ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen liefern, die zur Atrophie der Skelettmuskulatur in den frühen Stadien nach SCI beitragen, und eine Charakterisierung der Auswirkungen von Ausdauertraining auf den nicht mehr willkürlich innervierten Muskel ermöglichen. Darüber hinaus wird diese Studie auch die mögliche Verbesserung des Rehabilitationsprozesses durch den Einsatz eines neuen Elektrostimulationssystems untersuchen.