Ludwig-Maximilians-Universität München
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Neurobiologie

Zellen vor Ort umprogrammieren

München, 02.09.2019

Wissenschaftler haben eine vielversprechende Methode entwickelt, mit der körpereigene Zellen zu Neuronen umprogrammiert werden können, um zugrunde gegangene Hirnzellen zu ersetzen.

Das Bild zeigt die neuprogrammierten Neuronen in verschiedenen Grauschattierungen. (Dr. Riccardo Bocchi, Institute of Stem Cell Research, Helmholtz Zentrum München)

Wissenschaftlern des Biomedizinischen Zentrums der LMU und des Helmholtz Zentrums München unter der Leitung von Professor Magdalena Götz ist ein entscheidender Erfolg zur Wiederherstellung spezifischer Nervenzellen gelungen: Sie entwickelten eine Methode, mit der körpereigene Zellen, die infolge akuter traumatischer Hirnverletzungen zugrunde gegangen sind, zu Neuronen umprogrammiert werden. Vorteil dieser „direkten neuronalen Umprogrammierung“ ist, dass sie ohne Transplantation und Immunsuppression funktioniert. Die Arbeit wurde nun im Fachjournal Neuron veröffentlicht.

„Neuronale Regeneration“ ist sowohl im Bereich akuter Hirnverletzungen, als auch bei neurodegenerativen Erkrankungen ein wichtiger Forschungsbereich, wenn Nervenzellen, die für eine gesunde Hirnaktivität notwendig sind, verloren gehen. Das Gehirn erwachsener Säugetiere hat nur sehr begrenzte Möglichkeiten, entsprechende neue Neuronen zu produzieren. Bisher gängige Therapien wie Zelltransplantation erforderten eine Injektion ins Gehirn des Patienten sowie die Reduktion der körpereigenen Immunabwehr – Folge hierbei ist eine erhöhte Anfälligkeit für Infektionen und anderen Krankheiten.

Die Pionierarbeit der Gruppe um Magdalena Götz verfolgte deshalb einen neuen in vivo-Ansatz: die direkte Umprogrammierung von Zellen vor Ort. Das Team zeigte, dass Gliazellen mit Faktoren, die während der Nervenzellbildung in der Entwicklung identifiziert wurden, in Neuronen umprogrammiert werden können. Dieser Ansatz wurde 2002 zunächst in der Kulturschale und dann im Gehirn von Mäusen in vivo entwickelt und 2015 von der Gruppe in Bezug auf die Effizienz weiter optimiert. Die große, bis dahin nicht gelöste Herausforderung war, adäquate neuronale Subtypen zu generieren, die mit anderen Gehirnregionen verbunden sind.

„In der aktuellen Studie gelang es uns, Astrozyten, die häufigsten Vertreter der Gliazellen, die sich an verschiedenen Schichten befinden, nach einer Hirnverletzung in verschiedene neuronale Subtypen umzuprogrammieren. Dieser Erfolg ist neu und ein großartiger Schritt für die Regeneration von Nervenzellen, da in dieser Studie erstmals Nervenzellen verschiedener Schichten mit Verbindungen zu den gewünschten Hirnregionen wieder gebildet werden konnten", sagt Magdalena Götz.

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