Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Immunsystem steuert im Fischhirn Neubildung von Nervenzellen

09.11.2012
Verletzungen des menschlichen Gehirns rufen eine Entzündung hervor. Seit Jahrzehnten wird in der Medizin diskutiert, ob diese Reaktion den Heilungsprozess fördert oder nicht.

Forscher des DFG-Forschungszentrums für Regenerative Therapien Dresden – Exzellenzcluster an der TU Dresden (CRTD) wiesen nun am Zebrafisch nach, dass die Entzündung notwendig ist, um Nervenzellen überhaupt neu zu bilden. Sie haben einen Mechanismus identifiziert, der die Regeneration des Fischgehirns durch neurale Stammzellen steuert.


In der verletzten Hemisphäre des Zebrafischgehirns (links) ist die Entzündung zu erkennen: Die Leukozyten (weiße Blutkörperchen, grün) dringen in das beschädigte Gebiet ein, um die Entzündung abzuwehren. Zusätzlich sind die aktiven radialen Gliazellen zu sehen (rot).
Foto: CRTD/Kyritsis und Brand

Die Gehirne von Mensch und Zebrafisch unterscheiden sich hinsichtlich Größe und Aussehen, sind aber neuroanatomisch und genetisch aufgrund der evolutionären Abstammung verwandt.

Bereits im November 2011 konnte die Arbeitsgruppe des Dresdner Regenerationsforschers Professor Michael Brand zeigen, dass erwachsene Zebrafischgehirne nach einer Verletzung regenerieren können - eine phantastische Fähigkeit, die Gehirne von Säugetieren leider nicht besitzen. Die Forscher konnten insbesondere die Stammzellen identifizieren, die für die Neubildung von Nervenzellen nach Gehirnverletzungen im erwachsenen Zebrafisch verantwortlich sind. Die Wissenschaftler zeigten damals auch, dass im Zebrafischgehirn, ebenso wie in Säugetieren, eine starke Entzündungsreaktion kurz nach der Verletzung auftritt. Bei Fischen führt dies jedoch nicht zu einer chronischen Narbenbildung, welche beim Menschen die Selbstheilung des Gehirns verhindert (Development 2011, DOI 10.1242/dev.072587).

Hier knüpft nun die aktuell in Science publizierte Forschungsarbeit an. „Im ersten Schritt haben wir in Zebrafischen Entzündungen durch Injektionen von Hefepartikeln erzeugt, ohne dabei das Gehirn zu verletzen“, berichtet Michael Brand. Wie verhalten sich danach die radialen Gliazellen, die als neuronale Stammzellen bei Gehirnverletzungen in Zebrafischen Nervenzellen neu bilden? Tatsächlich werden die Gliazellen durch die Hefepartikel angeregt, die Produktion von neuen Nervenzellen wie bei einer Gehirnverletzung stark zu erhöhen.

Dexamethason wird in Medikamenten bei Entzündungen im menschlichen Körper standardmäßig als entzündungshemmend und dämpfend auf das Immunsystem eingesetzt. Diesen Wirkstoff haben die Forscher dem Wasser zugesetzt, in dem Zebrafische gehalten wurden, deren Gehirn vorher verletzt wurde, um somit Entzündungen zu unterdrücken. Die radialen Gliazellen wurden nun nicht aktiviert und bildeten trotz der Gehirnverletzungen nicht mehr neue Nervenzellen. Das war der wissenschaftliche Beweis dafür, dass die Entzündungsreaktion notwendig ist, um überhaupt den Prozess der vermehrten Neubildung von Nervenzellen in Gang zu setzen.

Wie kommt es zur Aktivierung der neuralen Stammzellen im Gehirn des Zebrafischs durch das Immunsystem? Wie sind die Signalwege? „CysLT1-LTC4, ein Lipidrezeptor, regt als Signalmolekül die neuronalen Stammzellen im Fischgehirn an, neue Nervenzellen zu bilden“, fand Nikos Kyritsis, Doktorand in der Dresdner Arbeitsgruppe von Professor Brand, heraus und identifizierte somit den molekularen Mechanismus der Stammzellaktivierung. Denn die Injektion des Lipids in gesunde Fische aktivierte die Nervenzellproduktion.

In den Gehirnen von erwachsenen Zebrafischen entstehen lebenslang neue Nervenzellen, die dauerhaft verlorene Nervenzellen ersetzen können.

Gene und molekulare Mechanismen sind zwischen Fisch und Mensch aufgrund der gemeinsamen evolutionären Abstammung hoch konserviert. Der kleine Fisch ist so als Modellorganismus bestens geeignet, auch genetischen Grundlagen menschlicher Krankheiten auf die Spur zu kommen. Das Wissen um deren Regenerationsmechanismen könnte in Zukunft dazu beitragen, neue therapeutische Ansätze bei Krankheiten und Verletzungen des Gehirns zu entwickeln.

Publikation
Nikos Kyritsis1, Caghan Kizil1, Sara Zocher1, Volker Kroehne1, Jan Kaslin1,2, Dorian Freudenreich1, Anne Iltzsche1, Michael Brand1: Acute inflammation initiates the regenerative response in the adult zebrafish brain. Science 2012, DOI 10.1126.science.1228773
1DFG-Center for Regenerative Therapies Dresden - Cluster of Excellence at the TU Dresden (CRTD), Technische Universität Dresden, Germany

2Australian Regenerative Medicine Institute (ARMI), Monash University, Australia

Birte Urban-Eicheler | idw
Weitere Informationen:
http://www.crt-dresden.de
http://www.crt-dresden.de/de/presse-oeffentlichkeit/pressemitteilungen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Hessische Rarität bedroht - Lanzettblättrige Glockenblume als eigene und bedrohte Art identifiziert
01.03.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Umprogrammierte Blutgefäße erleichtern Krebsausbreitung
01.03.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher ahmen molekulares Gedränge nach

Enzyme verhalten sich im geräumigen Reagenzglas anders als im molekularen Gedränge einer lebenden Zelle. Chemiker der Universität Basel konnten diese engen Bedingungen nun erstmals in künstlichen Vesikeln naturgetreu simulieren. Die Erkenntnisse helfen der Weiterentwicklung von Nanoreaktoren und künstlichen Organellen, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Small».

Enzyme verhalten sich im geräumigen Reagenzglas anders als im molekularen Gedränge einer lebenden Zelle. Chemiker der Universität Basel konnten diese engen...

Im Focus: Researchers Imitate Molecular Crowding in Cells

Enzymes behave differently in a test tube compared with the molecular scrum of a living cell. Chemists from the University of Basel have now been able to simulate these confined natural conditions in artificial vesicles for the first time. As reported in the academic journal Small, the results are offering better insight into the development of nanoreactors and artificial organelles.

Enzymes behave differently in a test tube compared with the molecular scrum of a living cell. Chemists from the University of Basel have now been able to...

Im Focus: Mit Künstlicher Intelligenz das Gehirn verstehen

Wie entsteht Bewusstsein? Die Antwort auf diese Frage, so vermuten Forscher, steckt in den Verbindungen zwischen den Nervenzellen. Leider ist jedoch kaum etwas über den Schaltplan des Gehirns bekannt.

Wie entsteht Bewusstsein? Die Antwort auf diese Frage, so vermuten Forscher, steckt in den Verbindungen zwischen den Nervenzellen. Leider ist jedoch kaum etwas...

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ – deutschlandweit größte Fachkonferenz 5.-8. März in Würzburg

01.03.2017 | Veranstaltungen

Nebennierentumoren: Radioaktiv markierte Substanzen vermeiden unnötige Operationen

28.02.2017 | Veranstaltungen

350 Onlineforscher_innen treffen sich zur Fachkonferenz General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ – deutschlandweit größte Fachkonferenz 5.-8. März in Würzburg

01.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CeBIT 2017: Automatisiertes Fahren: Sicheres Navigieren im Baustellenbereich

01.03.2017 | CeBIT 2017

Hybrid-Speicher mit Marktpotenzial: Batterie-Produktion goes Industrie 4.0

01.03.2017 | Energie und Elektrotechnik