Thymosin β4 und die Regeneration des Gehirns: Was uns Tierstudien über seine Rolle bei Regeneration, Reparatur und Schutz sagen

Beschreibung der möglichen Wirkungen von Thymosin β4 (Tβ4) auf der Grundlage der Literatur. (Dies ist keine Produktbeschreibung, Haftungsausschluss am Ende der Seite)

Thymosin β4 (auch bekannt als Tβ4 oder Timbetasin) ist eine wirksame therapeutische Verbindung, die dem Gehirn und dem Nervensystem hilft, sich von Schäden zu erholen. Seine Wirkung geht weit über den Schutz der Gehirnzellen unmittelbar nach einer Verletzung hinaus. Tierstudien zeigen, dass es bei vielen Arten von Hirnproblemen helfen kann, z. B. bei traumatischen Hirnverletzungen (TBI), Schlaganfall und Schäden, die durch Alkohol, toxische Proteine und Krankheiten wie Multiple Sklerose und Alzheimer verursacht werden.

Es wirkt, indem es die gesamte "neurovaskuläre Einheit" unterstützt, die Gehirnzellen (Neuronen), Stützzellen (Glia), Blutgefäßzellen und die Schutzbarriere um das Gehirn, die so genannte Blut-Hirn-Schranke (BHS), umfasst. Selbst wenn mit der Behandlung spät begonnen wird, z. B. einen Tag oder einige Tage nach der Verletzung, trägt sie immer noch zur Verbesserung der Mobilität und des Gedächtnisses der Tiere bei, auch wenn sich das Ausmaß der Hirnschädigung nicht wesentlich verringert. Dies zeigt, dass die Behandlung vor allem wiederherstellend und reparierend und nicht nur schützend wirkt.

Thymosin β4 wirkt auf diese Weise, indem es das Wachstum neuer Blutgefäße und Gehirnzellen fördert, die schützende Isolierung um die Nerven herum repariert und die Gehirnschranke stärkt. Auf einer tieferen Ebene reduziert es schädliche Chemikalien im Gehirn, mildert Entzündungen und oxidativen Stress und hält die Zellen am Leben, indem es schützende Proteine wie Bcl-2 und antioxidative Enzyme stärkt. Es wirkt auch auf mikroRNAs und Wachstumssignale, die die Gehirnzellen anweisen, sich selbst zu reparieren. Die Wirkung von Thymosin β4 hängt von der zu behandelnden Erkrankung, der verabreichten Dosis und dem Zeitpunkt der Anwendung ab. Bei einem Schlaganfall beispielsweise kann eine zu hohe Dosis nicht gut wirken, und in einigen Studien zu Hirnverletzungen führten frühere oder höhere Dosen zu besseren Ergebnissen. Außerdem kann es bei gesunden Gehirnen zu einem übermäßigen Wachstum einiger Stützzellen des Gehirns führen, weshalb eine sorgfältige Anwendung und Prüfung wichtig ist.

Thymosin β4 fördert die Heilung des Gehirns nach einer traumatischen Hirnverletzung (TBI), selbst wenn es als verzögerte Behandlung verabreicht wird. In einer Rattenstudie von Xiong et al. (2011) untersuchten die Forscher, ob Thymosin β4 die Genesung nach einer kontrollierten Hirnverletzung unterstützen könnte [1]. Ratten wurden einen Tag nach der Verletzung mit Thymosin β4 (6 mg/kg) behandelt und dann alle drei Tage für vier aufeinanderfolgende Dosen. Obwohl sich das Ausmaß der Hirnschädigung nicht verringerte, ging der Verlust von Nervenzellen im Hippocampus zurück, das Wachstum neuer Blutgefäße und Gehirnzellen nahm zu und die Entwicklung von Stützzellen (Oligodendrozyten) wurde gefördert. Mit Thymosin β4 behandelte Ratten schnitten auch bei motorischen Tests und Gedächtnisaufgaben besser ab. Dies deutet darauf hin, dass es selbst bei einer verzögerten Behandlung die natürlichen Reparaturprozesse im Gehirn anregt, einschließlich des Wachstums von Neuronen und Blutgefäßen.

Frühere und höhere Dosen von Thymosin β4 bieten einen stärkeren Schutz und fördern eine bessere Erholung nach einer Hirnverletzung. In einem anderen Experiment verabreichten Xiong et al. (2012) Ratten Thymosin β4 nur 6, 24 und 48 Stunden nach einer Hirnverletzung [2]. Es wurden zwei Dosen getestet: 6 mg/kg und 30 mg/kg. Dies verbesserte die motorische Koordination und das Gedächtnis, reduzierte das Ausmaß der Hirnschädigung und schützte die Gehirnzellen im Hippocampus. Außerdem wurde die Bildung neuer Gehirnzellen gefördert, insbesondere bei der höheren Dosis. Diese Ergebnisse zeigen, dass Thymosin β4 sowohl eine schützende als auch eine therapeutische Wirkung haben kann, wenn es kurz nach der Verletzung verabreicht wird.

Thymosin β4 reduziert die durch übermäßige neuronale Stimulation verursachten Schäden sowohl in vitro als auch in Tiermodellen. Popoli et al. (2007) untersuchten die Wirkung von Thymosin β4 auf Hirnschäden, die durch übermäßige neuronale Stimulation verursacht werden (ein Zustand, der Exzitotoxizität genannt wird) [3]. Bei im Labor gezüchteten Neuronen und bei Gewebeschnitten des Rattengehirns schützte es vor Schäden, die durch Glutamat verursacht wurden, eine Chemikalie, die in großen Mengen toxisch sein kann. Bei lebenden Ratten, die Kainsäure ausgesetzt waren (die eine übermäßige Stimulation des Gehirns nachahmt), reduzierte es ebenfalls den Verlust von Neuronen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Thymosin β4 durch die Kontrolle des Kalziumspiegels und die Verringerung des oxidativen und entzündlichen Stresses hilft. Thymosin β4 schützt die Gehirnzellen vor alkoholbedingten Schäden. In einer Studie von Yang et al. (2010) wurde Thymosin β4 an Gehirnstützzellen (Astrozyten) getestet, die mehrere Tage lang Alkohol ausgesetzt waren [4]. Wenn die Zellen mit Thymosin β4 vorbehandelt wurden, blieben sie länger am Leben, zeigten weniger Anzeichen des Zelltods und produzierten mehr schützende Proteine wie Bcl-2. Es reduzierte auch die Marker für oxidativen Stress und bewahrte die Zellstruktur. Dies deutet darauf hin, dass Thymosin β4 den Astrozyten hilft, alkoholbedingten Schäden und Entzündungen entgegenzuwirken.

In einem Mausmodell der Alzheimer-Krankheit reduziert Thymosin β4 die Entzündung und die Anhäufung von Amyloid, obwohl es möglicherweise Immunzellen in gesunden Gehirnen aktiviert. Othman et al. (2023) testeten Thymosin β4 an älteren Mäusen, die genetisch anfällig für die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit sind (APP/PS1-Mäuse) [5]. Nach Injektion eines bakteriellen Toxins (LPS), um eine Infektion zu imitieren, zeigten diese Mäuse vermehrt Amyloid-Plaques und Krankheitssymptome. Thymosin β4 (5 mg/kg) verhinderte die Zunahme der Plaques und reduzierte Verhaltenssymptome wie Gewichtsverlust und Apathie. Bei gesunden Mäusen löste es jedoch ein übermäßiges Wachstum einiger Immunzellen des Gehirns (Astrozyten und Mikroglia) aus, was darauf hindeutet, dass es zwar das Gehirn vor der Alzheimer-Krankheit schützen, aber auch die Immunreaktionen im normalen Gehirn übermäßig stimulieren kann.

Thymosin β4 verhindert den durch toxische Prionpeptide verursachten neuronalen Tod, indem es die Expression von Wachstumsfaktoren erhöht und den oxidativen Stress reduziert. In einer Studie von Kim et al. (2023) wurden neuronale Zellen, die einem toxischen Prionpeptid (PrP 106-126) ausgesetzt waren, durch die Behandlung mit Thymosin β4 geschützt [6]. Dies erhöhte das Überleben dieser Zellen, reduzierte den oxidativen Stress und verringerte Marker des Zelltods. Es steigerte auch die Produktion von Gehirnwachstumsfaktoren wie NGF und BDNF und trug zur Aufrechterhaltung ihrer Rezeptoren bei. Dies deutet darauf hin, dass es die Nervenzellen schützt, indem es Wachstumssignale wiederherstellt, die durch toxische Proteine gestört wurden. Thymosin β4 bewahrt die Integrität der Blut-Hirn-Schranke vor Schäden, die durch Prionenpeptide verursacht werden ( ). In einem Labormodell mit menschlichen zerebralen Gefäßzellen (hCMEC/D3) zeigten Song et al. (2020), dass Thymosin β4 dazu beiträgt, die dichte Schranke zwischen den Gehirnzellen aufrechtzuerhalten, die häufig durch schädliche Prionenpeptide wie PrP beschädigt wird [7]. Es erhöhte die Spiegel von Schutzproteinen wie Claudin-5 und Occludin, stabilisierte die innere Struktur der Zelle (Aktin) und verbesserte den elektrischen Widerstand in der Zellschicht. Außerdem verringerte es die Leckage zwischen den Zellen und erhielt die normale Form und die Verbindungen der Barriere aufrecht. Diese Wirkungen zeigen, wie Thymosin β4 zur Aufrechterhaltung einer starken Schutzwand des Gehirns bei Stress oder Verletzungen beiträgt. Darüber hinaus verändert es die nach einer Hirnverletzung zirkulierenden microRNA-Profile, was auf eine systemische Beteiligung an der Gewebereparatur hindeutet. Nach einer schweren Hirnverletzung bei Ratten fanden Osei et al. (2018) heraus, dass Thymosin β4 kleine RNA-Moleküle (microRNAs), die im Blut zirkulieren, beeinflusst [8]. Es erhöhte schützende Typen wie miR-200a-3p und miR-200b-3p und kehrte den verletzungsbedingten Rückgang von miR-194-5p um. Es veränderte auch die Werte von neun anderen microRNAs, die an Entzündungen, Zelltod und Gewebereparatur beteiligt sind. Diese Veränderungen deuten darauf hin, dass Thymosin β4 nicht nur lokal im Gehirn wirkt, sondern auch weiterreichende Heilungssignale im gesamten Körper auslöst.

Die Forscher betonen das breite neuroregenerative Potenzial von Thymosin β4 im gesamten Nervensystem. Chopp und Zhang (2015) betonten, dass Thymosin β4 viele der für die Gehirn- und Nervenregeneration notwendigen Prozesse unterstützt [9]. Es hilft bei der Entwicklung neuer Blutgefäße und Neuronen, repariert Axone (Nervenfasern) und fördert die Bildung von Oligodendrozyten, Zellen, die zur Isolierung von Nerven beitragen. Interessanterweise wurden diese Wirkungen auch dann beobachtet, wenn die Behandlung einen Tag oder länger nach der Verletzung begonnen wurde. Die Autoren vermuten, dass dies durch die Beeinflussung von microRNAs und die Verwendung von Exosomen (winzige signalübertragende Moleküle) zur Verbreitung von Reparatursignalen zwischen den Zellen funktionieren könnte. Thymosin β4 kann die Neuroinflammation durch Modulation der Mikroglia-Aktivität reduzieren. In einer Übersichtsarbeit erklärte Pardon (2018), dass Thymosin β4 in hohen Mengen sowohl in Neuronen als auch in Mikroglia, den immunzellenähnlichen Zellen im Gehirn, vorhanden ist [10]. Während einer Gehirnentzündung erhöhen Mikroglia die Thymosin β4-Spiegel, und Studien zeigen, dass es die schädlichen Entzündungssignale, die von diesen Zellen produziert werden, reduzieren kann. Aus diesem Grund könnte es bei langfristigen Hirnerkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit nützlich sein, bei denen anhaltende Entzündungen eine schädliche Rolle spielen. In der Übersichtsarbeit wird zu weiterer Forschung aufgerufen, um vollständig zu verstehen, wie und wann Thymosin β4 eingesetzt werden kann.

Thymosin β4 fördert die Regeneration des Gehirns, indem es geschädigtes Gewebe aktiv repariert und nicht nur weitere Schäden verhindert. Morris et al. (2012) überprüften mehrere Tierstudien zu Schlaganfall, Multipler Sklerose und Hirnverletzungen [11]. Sie fanden heraus, dass Thymosin β4 den Tieren hilft, sich zu regenerieren, indem es neue Gehirnzellen und Stützzellen wachsen lässt und neurale Strukturen repariert, anstatt nur vorhandenes Gewebe bei Verletzungen zu schützen. Dies deutet darauf hin, dass es bei Therapien, die auf eine langfristige Regeneration und Erholung abzielen, von größerem Nutzen sein könnte. Bei älteren Ratten reduziert Thymosin β4 die durch einen Schlaganfall verursachten Hirnschäden ( ), obwohl die Verbesserungen im Verhalten uneinheitlich sind. Bei älteren Ratten, die einen Schlaganfall erlitten hatten, verabreichten Morris et al. (2017) Thymosin β4 ab 24 Stunden nach dem Schlaganfall [12]. Dies reduzierte das Ausmaß der Hirnschädigung signifikant um mehr als die Hälfte. Allerdings zeigten die Ratten keine verbesserte Leistung in motorischen oder sensorischen Tests. Auch bei der Zellreparatur oder dem Stützgewebe gab es keine spürbare Verbesserung. Interessanterweise war eine Art von Gehirnzellenaktivität (astrozytäre Gliazellen) unabhängig von der Behandlung mit besseren Testergebnissen verbunden, was darauf hindeutet, dass alternde Gehirne unterschiedlich auf die Thymosin-β4-Therapie reagieren könnten.

Niedrige bis moderate Dosen von Thymosin β4 verbessern die Erholung nach einem Schlaganfall, während höhere Dosen an Wirksamkeit verlieren können. In einer Studie an Ratten, die einen Schlaganfall erlitten hatten, testeten Morris et al. (2014) drei Dosen von Thymosin β4, darunter 2, 12 und 18 mg/kg [13]. Die Behandlung wurde 24 Stunden nach dem Schlaganfall begonnen und alle drei Tage für fünf Dosen fortgesetzt. Nur die Gruppen, die die Dosen von 2 mg/kg und 12 mg/kg erhielten, zeigten eine Verbesserung der Gehirnfunktion von Tag 14 bis Tag 56. Die höchste Dosis (18 mg/kg) war nicht hilfreich, was zeigt, dass eine höhere Dosis nicht immer besser ist. Die beste geschätzte Dosis war 3,75 mg/kg. Die Hirnschäden (Größe der Läsionen) nahmen in den Gruppen, die die hilfreiche Dosis erhielten, ab, genaue Zahlen wurden jedoch nicht genannt. Thymosin β4 fördert die Reparatur des Gehirns nach einer Verletzung, indem es mehrere Regenerationsmechanismen aktiviert. Xiong et al. (2012) analysierten mehrere Modelle für Hirnverletzungen und fanden heraus, dass die Verabreichung von Thymosin β4 nach einer Verletzung die Erholung des Gehirns auf vielfältige Weise unterstützte [14]. Es stimulierte das Wachstum von neuen Blutgefäßen, Nervenzellen, Stützzellen und neuronalen Verbindungen. Thymosin β4 reduzierte auch Entzündungen und den Zelltod. Es half den Hirnstammzellen zu überleben und zu wachsen, was zeigt, dass seine therapeutische Wirkung nicht nur auf seine bekannte Rolle bei der Kontrolle der Zellstruktur zurückzuführen ist. Das Thymosin β4-Fragment Ac-SDKP fördert die Neurogenese und verbessert die Gedächtnisfunktion. Kim et al. (2015) verabreichten Mäusen eine kleine Menge Ac-SDKP Thymosin β4 direkt in den Hippocampus (eine für das Gedächtnis wichtige Hirnregion) [15]. Diese Behandlung führte zu mehr neuen Gehirnzellen und einer Verbesserung des Gedächtnisses in Labyrinth-Tests. Diese Effekte wurden mit Veränderungen der Zellwachstumssignale (wie β-Catenin und VEGF) in Verbindung gebracht. Wenn VEGF blockiert wurde, verschwanden diese Vorteile, was darauf hindeutet, dass VEGF ein wesentlicher Bestandteil der Ac-SDKP-Wirkung ist.

In einem Modell der Multiplen Sklerose verbessert Thymosin β4 die motorische Funktion und erleichtert die neuronale Reparatur. Zhang et al. (2009) untersuchten Mäuse mit einer der Multiplen Sklerose ähnlichen Krankheit [16]. Thymosin β4 wurde alle drei Tage verabreicht, beginnend mit dem Tag, an dem die Krankheit ausgelöst wurde. Die behandelten Mäuse bewegten sich besser, hatten weniger Immunzellen, die das Gehirn angriffen, und mehr Gehirnreparaturzellen (Oligodendrozyten). Labortests zeigten, dass es die Entwicklung und das Wachstum dieser Reparaturzellen förderte, sowohl bei lebenden Tieren als auch in Zellkulturen. Diese Ergebnisse sprechen für eine Rolle von Thymosin β4 bei der Verringerung von Entzündungen und der Förderung der Gehirnregeneration. Thymosin-β4-Peptide schützen sich entwickelnde Neuronen vor dem Zelltod in frühen Modellen der Gehirnentwicklung. Choi et al. (2007) testeten von Thymosin β4 abgeleitete Peptide in kultivierten Gliazellneuronen ( ) und tierischen Embryonen im Labor [17]. Diese Peptide blockierten den Zelltod sowohl in Laborzellen als auch in sich entwickelnden Motoneuronen in Küken- und Rattenembryonen. Wenn Thymosin β4 blockiert wurde, starben mehr Neuronen, was zeigt, dass das vom Körper produzierte Thymosin β4 zum Schutz der Gehirnzellen beiträgt. Dieser Schutz beruhte nicht auf seiner üblichen Funktion der Verwaltung der Zellstruktur, was bedeutet, dass es separate Überlebenssignale an die Zellen senden kann.

Bei neugeborenen Ratten, die unter Hypoxie leiden, hemmt Thymosin β4 die übermäßige Aktivierung von Immunzellen im Gehirn. Zhou et al. (2015) untersuchten junge Ratten, die niedrigen Sauerstoffkonzentrationen (Hypoxie) ausgesetzt waren, was zu Hirnschäden führen kann [18]. Thymosin β4 reduzierte die Konzentrationen von schädlichen Immunchemikalien (wie TNF-α und IL-1β) im Gehirn und in kultivierten Immunzellen. Es erhöhte auch den Spiegel der microRNA-146a, eines kleinen Moleküls, das bei der Kontrolle von Entzündungen hilft. Dies zeigt, dass es die Gehirnentzündung bei Neugeborenen durch die Aktivierung von microRNA-vermittelten entzündungshemmenden Signalen lindern kann. Thymosin β4 erleichtert die Beseitigung von Amyloid-Plaques, verringert die Entzündung im Gehirn und verbessert das Gedächtnis in Modellen der Alzheimer-Krankheit. In einer Studie an einem Mausmodell der Alzheimer-Krankheit (APP/PS1) erhöhten Wang et al. (2021) Thymosin β4 im Gehirn und untersuchten seine Auswirkungen auf Gedächtnis, Stimmung und Gehirnentzündung [19]. Es verringerte die schädliche Anhäufung von Amyloid-β (Aβ), erhöhte den Spiegel des Insulin abbauenden Enzyms (IDE), das bei der Beseitigung von Aβ hilft, und veränderte die Immunzellen des Gehirns (Mikroglia und Astrozyten) in einen heilenderen und weniger schädlichen Zustand. Die Mäuse zeigten ein besseres Gedächtnis, eine bessere Lernfähigkeit und weniger depressionsähnliches Verhalten. Außerdem verbesserte es die Gesundheit der Gehirnzellenverbindungen (Synapsen). Mechanistisch gesehen blockierte Thymosin β4 die beiden Hauptzweige des Entzündungsweges (NF-κB), indem es die Signalübertragung über TLR4 und MyD88 verringerte. Wenn zusätzliche Inhibitoren hinzugefügt wurden, verstärkten sie die Wirkung nicht, was zeigt, dass dies der Hauptweg war, der genutzt wurde.

Nach einem Schlaganfall schützt Thymosin β4 das Gehirn, indem es den stressinduzierten neuronalen Tod reduziert. Zhang et al. (2019) testeten Thymosin β4 an Ratten nach vorübergehender Blockade des Blutflusses zum Gehirn (Schlaganfallmodell), gefolgt von Reperfusion [20]. Thymosin β4 wurde verabreicht, bevor der Blutfluss wiederhergestellt wurde. Es trug dazu bei, dass sich die Ratten besser erholten, verringerte die Zahl der absterbenden Gehirnzellen (weniger TUNEL-positive Zellen) und verbesserte die Werte von stressbedingten Proteinen im Gehirn. Es erhöhte die Werte von GRP78 (ein Schutzprotein) und verringerte die Werte von CHOP und Caspase-12 (Proteine, die mit dem Zelltod in Verbindung stehen). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Thymosin β4 das Überleben der Gehirnzellen durch die Bewältigung von zellulärem Stress unterstützt. Thymosin β4 unterstützt die Genesung nach einem Schlaganfall hauptsächlich durch die Förderung der Gewebereparatur und nicht durch die Begrenzung des Ausmaßes der ursprünglichen Schädigung. In einem anderen Schlaganfallmodell verabreichten Morris et al. (2010) Ratten Thymosin β4, beginnend am Tag nach dem Schlaganfall und alle drei Tage wiederholend [21]. Obwohl sich das Ausmaß der Hirnschädigung nicht verringerte, schnitten die Ratten bei neurologischen Tests im Laufe der Zeit besser ab (beginnend an Tag 14 und fortlaufend bis Tag 56). Die Anzahl der myelinisierten Nervenfasern, neuer Blutgefäße und spezieller Reparaturzellen des Gehirns (OPCs und Oligodendrozyten) in der Nähe des geschädigten Bereichs nahm zu, was darauf hindeutet, dass die Substanz nicht nur schützt, sondern auch repariert.

Nach einem Schlaganfall steigt die körpereigene Produktion von Thymosin β4 sowohl in den geschädigten als auch in den umliegenden Hirnregionen an. Vartiainen et al. (1996) zeigten, dass nach einem Schlaganfall die mRNA von Thymosin β4 (ein Zeichen für die Genaktivität) sowohl im geschädigten Hirnbereich als auch in den umliegenden Bereichen anstieg [22]. Sie war besonders hoch im Zentrum des Schlaganfalls und moderat in den umliegenden Zonen und in wichtigen Hirnarealen wie dem Hippocampus. Immunzellen (Makrophagen) waren hauptsächlich für den Anstieg in der geschädigten Zone verantwortlich, während Hirnzellen auch in anderen Bereichen dazu beitrugen. Dieses Muster zeigt, dass Thymosin β4 auf natürliche Weise an der Reaktion des Gehirns auf Schäden beteiligt ist, einschließlich der Kontrolle von Entzündungen und der Reparatur von Nervenfasern. Thymosin β4 fördert die Remyelinisierung bei Multipler Sklerose durch die Aktivierung von regenerativen Wachstumswegen. Zhang et al. (2016) verwendeten zwei Modelle der Demyelinisierung des Zentralnervensystems (ZNS): eines für Multiple Sklerose (EAE) und ein anderes mit einem Toxin (Cuprizon), das die Nervenisolierung entfernt [23]. Mäuse, denen täglich Thymosin β4 verabreicht wurde, wiesen bessere neurologische Ergebnisse auf, mit mehr neu gebildeten und reifen Gehirnstützzellen (Oligodendrozyten) und weniger Nervenschäden. In Labortests verstärkte es die EGFR-Signalisierung, einen wichtigen Wachstumsweg. Wurde EGFR blockiert, konnte es das Wachstum der Zellen nicht unterstützen, was beweist, dass dieser Signalweg für seine Funktion zur Förderung der Remyelinisierung unerlässlich ist.

Thymosin β4 verbessert die Hirnregeneration nach einem Schlaganfall, indem es die Neurogenese und die synaptische Plastizität stimuliert. Morris et al. (2010) untersuchten in einem Rattenmodell des Schlaganfalls, der durch eine Arterienblockade (embolische MCAo) verursacht wurde, wie Thymosin β4 die Hirnregeneration fördert [24]. Ratten, die mit Thymosin β4 behandelt wurden, zeigten eine bessere Verbesserung in Verhaltenstests und höhere Werte von DCX, einem Marker für neue Nervenzellen, in Bereichen in der Nähe des Schlaganfalls und in der Hirnstammzellzone (SVZ). Die Forscher vermuten, dass der Wirkstoff die Bewegung dieser Hirnstammzellen und ihre Umwandlung in reife Nervenzellen fördert. Es scheint auch das Wachstum neuer Blutgefäße zu fördern, was die Heilung und Funktion des Gehirns unterstützt. Darüber hinaus bietet es altersabhängige Vorteile nach einem Schlaganfall, mit unterschiedlichen Auswirkungen bei jungen und älteren Ratten. Morris et al. (2018) untersuchten, wie das Alter die Reaktion auf Thymosin β4 nach einem Schlaganfall beeinflusst [25]. Bei jungen Ratten führten niedrige bis moderate Dosen (2 oder 12 mg/kg) zu 24-36% verbesserter Koordination und Bewegung, obwohl das Ausmaß der Hirnschädigung gleich blieb. Im Hirngewebe wurden mehr neue Reparaturzellen (OPCs), eine bessere Isolierung der Nervenfasern (mehr MBP) und eine geringere Entzündung beobachtet, was auf microRNAs wie miR-146a und miR-200a zurückzuführen ist, die zur Aktivierung von Heilungssignalen wie AKT und zur Verringerung des Zelltods (p53 downstream) beitragen. Bei älteren Ratten verbesserte Thymosin β4 nicht die Beweglichkeit, sondern halbierte die Schlaganfallschäden und verbesserte leicht die Blut-Hirn-Schranke (BBB), was eher auf eine schützende Wirkung auf das Hirngewebe als auf die motorischen Fähigkeiten hinweist.

Thymosin β4 verbessert die motorische Funktion und reduziert axonale Schäden nach Rückenmarksverletzungen. In einem Modell für Rückenmarksverletzungen (SCI) verabreichten Cheng et al. (2014) Ratten Thymosin β4 kurz nach der Verletzung und dann erneut einige Tage später [26]. Mit Thymosin β4 behandelte Ratten bewegten sich besser, hatten mehr gesunde Nerveninsulazellen (57,8% mehr MBP) und wiesen weniger Entzündungen auf, mit weniger aktivierten Immunzellen (ED1⁺ ) und geringeren Mengen an schädlichen Entzündungssignalen. Es gab einen Anstieg von IL-10, einem Molekül, das die Heilung fördert. Die Größe der Gewebedefekte im Rückenmark nahm ebenfalls ab, was darauf hindeutet, dass Thymosin β4 dazu beiträgt, Sekundärschäden durch verbessertes Zellüberleben, geringere Narbenbildung und Kontrolle der Entzündung zu begrenzen. Darüber hinaus schützt es neuronenähnliche Zellen vor Schäden, die durch Sauerstoff- und Glukosemangel verursacht werden. In PC12-Zellen, die im Labor gezüchtet wurden (ähnlich wie Gehirnzellen), simulierten Ji et al. (2018) Schäden durch den Entzug von Sauerstoff und Glukose und die anschließende Wiederexposition (OGD/R) [27]. Die Vorexposition der Zellen mit Thymosin β4 half ihnen, besser zu überleben, reduzierte Marker für oxidative Schäden (LDH, MDA) und verbesserte antioxidative Enzyme (GSH-Px, SOD). Es verhinderte auch einen übermäßigen Zelltod, indem es hohe Bcl-2-Werte aufrechterhielt und schädliche Läsionen reduzierte. Es verhinderte das schädliche übermäßige Recycling in der Zelle (Autophagie), indem es Proteine wie Atg5, LC3 und p62 ausglich. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Thymosin β4 den Zellen hilft, Stress zu widerstehen, indem es die antioxidative Abwehr fördert und autophagische Prozesse blockiert.

Schlussfolgerungen

Alle bisherigen Studien deuten darauf hin, dass Thymosin β4 ein Arzneimittel mit einer Reihe von positiven Wirkungen ist, die den Heilungsprozess des Gehirns unterstützen. Es hilft bei der Wiederherstellung der kleinen Blutgefäße und stärkt die natürliche Schutzbarriere des Gehirns. Außerdem regt es das Wachstum neuer Gehirnzellen und unterstützender Zellen an und hilft, die Schutzschicht um die Nerven zu reparieren. Es reduziert die schädliche Überaktivität des Gehirns, verringert den oxidativen Stress und lindert Entzündungen. Darüber hinaus aktiviert es spezifische Gene und kleine Moleküle, so genannte microRNAs, die die langfristige Regeneration fördern.

Diese kombinierten Wirkungen erklären, warum Thymosin β4 die Hirnfunktion auch dann verbessern kann, wenn es einige Tage nach einer Verletzung verabreicht wird. Seine Vorteile scheinen in den späteren Phasen der Genesung besonders wichtig zu sein, wenn der Wiederaufbau des Gewebes wichtiger ist als der einfache Schutz vor unmittelbaren Schäden. Allerdings haben nicht alle Studien das gleiche Ausmaß an Verbesserung gezeigt, insbesondere bei älteren Tieren. Außerdem sind höhere Dosen von Thymosin β4 nicht immer besser; einige Ergebnisse zeigen, dass eine moderate Dosis am besten wirkt. Bei gesunden Gehirnen kann es sogar zu einer Überaktivierung einiger unterstützender Zellen führen, worauf man achten sollte.

Um Thymosin β4 sicher und wirksam beim Menschen einzusetzen, müssen die Forscher die beste Dosis und den besten Zeitpunkt für die Verabreichung ermitteln. Außerdem müssen sie die Art der Verabreichung verbessern, z. B. durch gezielte oder langsam freisetzende Formen. Die Forscher könnten Blutmarker wie microRNA oder die Bildgebung des Gehirns nutzen, um die Patienten auszuwählen, die am ehesten davon profitieren. Möglicherweise wirkt es auch besser in Kombination mit anderen Behandlungen wie körperlicher Rehabilitation, entzündungshemmenden Medikamenten oder Stammzelltherapien. Wenn diese Faktoren in künftigen klinischen Studien richtig erforscht werden, könnte es zu einer wertvollen Behandlung werden, die die Heilung des Gehirns nach verschiedenen Arten von Verletzungen unterstützt, indem die körpereigenen Reparatursysteme aktiviert werden.

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