Metabolisches Zusammenspiel von Axon und Glia im periphären Nerv der Charcot-Marie-Tooth Erkrankung 1A (CMT1A)

Das Zusammenspiel von Axon und Glia geht weit über die Myelinisierung hinaus. Im PNS unterstützen Schwannzellen (SZ) das Axon mit Metaboliten und trophischen Faktoren. In mehren Krankheitsfällen führen gliale Mutationen zu einem Totalausfall der Leitfähigkeit der Nerven. Das Verständnis der metabolischen Funktionsweise kann zur Verbesserung von Therapien führen.

In CMT1A Patienten führt eine Überexpression des PMP22 in SZ zu einer stark reduzierten Nervenleitgeschwindigkeit und Muskelschwäche. Im Tiermodell wurden krankhafte Veränderung in der SZ-Integrität gezeigt, welche zu axonalem Verlust führen, dessen Grad mit der Schwere der Symptome korreliert.

RNAseq Analysen zeigten die differentielle Regulierung von Genen welche in Stoffwechelvorgängen involviert sind. Zudem wurden Veränderungen einiger Metabolite in einer Metabolmstudie bestätigt. Dies liefert Hinweise auf einen minimierten Energiestatus der SZ.

In Nerven sind die Glukoselevel signifikant erhöht und GLUT1 konnte in SZ Membranen und Schmidt-Lanterman Inzisuren lokalisiert werden. Dies eröffnet die Möglichkeit eines direkten Glukosetransports zum Axon.

Wir postulieren, dass im Krankheitsfall die SZ das Axon nicht mehr mit Glykolyse Produkten versorgen kann, sondern die freie Glukose direkt im Axon verarbeitet wird, um die Reizweiterleitung aufrecht zu erhalten. Mit fortschreitender Demyelinisierung können die Energieansprüche nicht mehr gedeckt werden, was infolgedessen zu axonalem Ausfall führt.