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Das Leigh-Syndrom gehört zu den sogenannten Mitochondrien-Erkrankungen. Es handelt sich um Defekte des Energiestoffwechsels. Die Mitochondrien sind die "Kraftwerke der Zelle", sie versorgen sie mit Energie.
"Beim Leigh-Syndrom führen Mutationen im Erbgut zu einer fehlerhaften Funktion der Mitochondrien, es kommt zu Gewebsschädigungen im Gehirn. Abhängig davon, welche Gehirnregion betroffen ist, treten unterschiedliche Symptome auf, die sich bereits im Baby- oder Kleinkindalter zeigen. Dazu zählen Muskelschwäche, Schluckbeschwerden, Atemstörungen, epileptische Anfälle und eine verzögerte geistige Entwicklung. Die Erbkrankheit ist bisher nicht heilbar, die meisten der betroffenen Kinder versterben innerhalb weniger Jahre nach Diagnosestellung. Mit einem Fall je 36.000 Lebendgeburten zählt das Leigh-Syndrom zu den sogenannten Seltenen Erkrankungen", hieß es in einer Aussendung der Charité.
Die Wissenschafter um Ole Pless vom Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie (Hamburg) suchten unter in der Pharmakologie bekannten Wirkstoffen aus für andere Erkrankungen zugelassenen Arzneimitteln nach Effekten auch beim Leigh-Syndrom. Das nennt man in der Fachsprache Repurposing, also das Identifizieren von neuen möglichen Anwendungen. In Sachen Medikamenten hat das vor allem den Vorteil, dass die untersuchten Substanzen bereits gut bekannt und erforscht sind. Das gilt auch für ihre Nebenwirkungen.
"Um Sildenafil als potenziell wirksames Medikament zu identifizieren, mussten die Forschenden in die methodische Trickkiste greifen. Sie entnahmen den Patienten zunächst Hautzellen und stellten daraus im Labor sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen her - also Zellen, die sich zu ganz verschiedenen Zelltypen entwickeln können. Aus den Stammzellen züchteten sie Nervenzellen, deren Stoffwechsel die gleiche fehlerhafte Funktionalität aufwies wie die der Betroffenen. Im nächsten Schritt wählten die Wissenschafter dann die über 5.500 Wirkstoffe aus, die zur Behandlung anderer Erkrankungen bereits zugelassen waren oder für die umfangreiche Sicherheits- und Wirksamkeitsdaten vorlagen, und prüften deren Effekt auf die angezüchteten Nervenzellen", hieß es in der Aussendung.
Von den Zellen ging es bis zum Tiermodell. "Es handelt sich um das bisher größte Wirkstoffscreening zur Behandlung des Leigh-Syndroms", betonte Pless. "Darin zeigte sich, dass unter anderem Sildenafil die elektrische Funktionsfähigkeit der Nervenzellen verbesserte." Weitere Tests im Labor unterstützten die Ergebnisse auf Zell-Ebene: In dreidimensionalen Miniatur-Nachbildungen des Gehirns, sogenannten Organoiden, verstärkte Sildenafil beispielsweise das Wachstum der Nervenzellen. Außerdem verbesserte es den Energiestoffwechsel und erhöhte die Lebenserwartung im Tiermodell.
Schließlich wurden in einer Pilotstudie sechs Patienten im Alter zwischen neun Monaten und 38 Jahren mit dem Wirkstoff behandelt. Innerhalb weniger Monate verbesserte sich ihre Muskelkraft, bei manchen Betroffenen verschwanden auch die neurologischen Symptome. Außerdem erholten sie sich rascher von Stoffwechselkrisen, also Überbelastungen des Energiestoffwechsels, die den Krankheitsverlauf schlagartig verschlechtern können, so die Wissenschafter.
"Beispielsweise verlängerte sich die Gehstrecke eines Kindes unter Sildenafil-Behandlung um das Zehnfache, von 500 auf 5.000 Meter", erläuterte Markus Schülke von der Berliner Universitäts-Kinderklinik. "Bei einem anderen Kind unterdrückte die Therapie nahezu monatlich auftretende Stoffwechselkrisen vollständig, ein drittes Kind hatte keine epileptischen Anfälle mehr."
Die Studienergebnisse wurden vor kurzem in der Fachzeitschrift "Cell" veröffentlicht (doi: 10.1016/j.cell.2026.02.008). Es handelte sich um ein großes internationales Forschungsprojekt mit Dutzenden Beteiligten, unter ihnen auch der Stammzellforscher Frank Edenhofer (Universität Innsbruck). Jetzt planen die Wissenschafter eine größere Studie, um die Erkenntnisse aus den ersten Behandlungen zu untermauern.
