Projekte

Regeneration und Altern von peripheren Nerven

Es gilt als sicher, dass sich im Zuge des Alternsprozesses die Fähigkeit peripher Nerven verschlechtert, sich nach einer Verletzung zu regenieren - allerdings ist nach wie vor unklar, welche molekularen Pfade eine effiziente Reparatur im Alter verhindern. Periphere Nerven bestehen hauptsächlich aus axonalen Prozessen von Neuronen und Schwannzellen, die gemeinsam eine interaktive und funktionelle Einheit bilden. Da periphere Nerven über die gesamte Lebensspanne hinweg erhalten werden müssen, besitzen sie eine entsprechend hohe Regenerationsfähigkeit. Für diese Regeneration müssen die Axone nachwachsen, wofür Schwannzellen ein regeneratives Programm aktivieren. Dabei werden sie infolge einer Verletzung dazu angeregt, sich zu "Reparaturzellen" zu dedifferenzieren, die sich dann wieder in differenzierte remyelinierende Zellen umwandeln können. Man geht derzeit davon aus, dass ein Ungleichgewicht dieses strikt regulierten Systems im Alter zu einer Abnahme der Nervenzellerhaltung und -regeneration sowie zu hyperproliferierenden Erkrankungen wie Krebs führt.

Die Forschungsgruppe Morrison befasst sich in einer Reihe von Projekten mit dem peripheren Nervensystem (PNS). Dies umfasst bspw.

• die Untersuchung der Plastizität des Differenzierungsstatus von Schwannzellen
• die Erforschung der Interaktion zwischen Schwannzellen und Axonen
• die Klärung der Rolle der Mikroumwelt sowohl bei der Zellreparatur als auch bei der Krebsentwicklung
• die Verwendung neuer Mausmodelle zur Untersuchung der Tumorentwicklung bei Neurofibromatose Typ 2 (NF2).

Das Team um Helen Morrison besitzt eine langjährige, umfassende Erfahrung in der Erforschung von NF2, bspw. bei der detaillierten Analyse von NF2-Signalwegen, und ist deshalb Teil des internationalen klinischen Konsortiums Synodos.

Das erwachsene Gehirn reagiert auf eine Vielzahl von Stimuli, die seinen funktionellen und strukturellen Aufbau beeinflussen, und passt sich daran an. Diese Plastizität ist abhängig von einer kontinuierlichen Modifikation der Neuronen und ihrer Verknüpfung. Dabei unterliegen neuronale Netzwerke einem ständigen Adaptionsprozess, der zu einer Umstrukturierung der synpatischen Verbindungen führt. Die Forschungsgruppe um Helen Morrison fokussiert sich bei ihren Studien auf die Aktivitätskontrolle von Ras- und Ras-ähnlichen Proteinen innerhalb der synaptischen und strukturellen Neuroplastizität, der zellulären Basis für Gedächtnisbildung. Die aktivitätsabhängige Regulierung der Synapsenstärke ist eine wichtige Grundlage für ein gesund alterndes Gehirn.

Momentan geht die Forschung davon aus, dass vor allem Guanin-Nukleotid-Austauschfaktoren (GEFs) und GTPase-aktivierende Proteine (GAPs) die neuronale Ras-Regulierung bedingen. Mithilfe von in vitro-Zellkulturen und in vivo-Mausmodellen erforschen wir die neu entdeckten Komponenten der Aktivitätskontrolle der kleinen GTPase und ihren Einfluss auf die Neuroplastizität im erwachsenen Gehirn.

Das Gehirn besitzt nur eine begrenzte Regenerationsfähigkeit, die streng reguliert ist und im Alter noch weiter abnimmt. Dennoch zeigen neue Erkenntnisse, dass Stammzellen im Zentralen Nervensystem (ZNS) in der Lage sind, neue Nerven- und Gliazellen herzustellen. Wir wollen die Hauptsignalwege und Zellbestandteile der neuronalen Regeneration identifizieren und erforschen, bspw. die Nervenzellaktivität. Zielsetzung ist es, die molekularen Signalwege zu verstehen, die für den Erhalt und die Reparatur von Nervenzellen verantwortlich sind, um damit einer gesunden Gehirnalterung sowie einer effektiven Regeneration nach einer Gerhirnverletzung ein Stück näher zu kommen.