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Neues Schwerpunktprogramm untersucht Funktion spezialisierter Hirnzellen

21.03.2013
Wie arbeitet unser Gehirn? Welche Zelle übernimmt welche Funktion? Und wie arbeiten die Zellen zusammen?

Diesen Fragen werden Neurowissenschaftler um Professor Frank Kirchhoff von der Saar-Uni und Professorin Christine Rose von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf in einem neuen Schwerpunktprogramm nachgehen.


Zu den Gliazellen gehören auch die Astrozyten. Diese Astrozyten des limbischen Systems helfen uns beim Lernen und Erinnern.
Foto: Christine Rose, HHU


Auch die Oligodendrozyten zählen zu den Gliazellen. Die Abbildung zeigt einen einzelnen Oligodendrozyt (grün markiert) der weißen Substanz (einem Teil des Nervensystems) im engen Dialog mit benachbarten Astrozyten (rot markiert).
Foto: Frank Kirchhoff, Saar-Uni

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Vorhaben zunächst mit rund 6 Millionen Euro in den ersten drei von insgesamt sechs Jahren. Die Forscher wollen unter anderem herausfinden, welche Rolle die Gliazellen im Gehirn spielen. Ihre Ergebnisse können helfen, Prozesse im Hirn genauer zu verstehen, um auch bessere Therapien für Krankheiten wie Schlaganfall zu entwickeln.

Gemeinsame Pressemitteilung der Universität des Saarlandes und der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

„Lange Zeit ging die Forschung davon aus, dass im Gehirn nur die Nervenzellen an der Informationsübertragung beteiligt sind“, berichtet Frank Kirchhoff, Professor für Molekulare Physiologie am Universitätsklinikum in Homburg und Koordinator des neuen Schwerpunktprogramms. „Die Gliazellen sah man lediglich als Stützzellen an.“ Neueste Forschungsergebnisse kommen allerdings zu einem anderen Schluss: Kirchhoff und sein Team konnten beispielsweise kürzlich erstmals nachweisen, dass die sogenannten Bergmann Gliazellen an physiologischen Verarbeitungsprozessen im Kleinhirn beteiligt sind.

Zudem haben Wissenschaftler in anderen Studien belegt, dass es verschiedene Typen der Gliazellen gibt. Diese unterscheiden sich zum Beispiel darin, dass sie verschiedene Proteine herstellen und andere Formen der Signalübertragung und des Molekültransports nutzen. „Das legt natürlich den Schluss nahe, dass die Zellen spezifische Funktionen entwickelt haben, um in den unterschiedlichen Hirnarealen jeweils andere Aufgaben erfüllen zu können“, kommentiert der Wissenschaftler diese Ergebnisse.

In dem neuen Schwerpunktbereich „Functional Specializations of Neuroglia as Critical Determinants of Brain Activity“ möchten die Forscher in den kommenden sechs Jahren klären, welche genaue Rolle den unterschiedlichen Gliazellen in unserem Gehirn zukommt. „Wir möchten verstehen, wie sich Gliazellen entwickeln, wie sie sich differenzieren und wie sie mit Nervenzellen zusammenarbeiten“, erklärt Neurobiologie-Professorin Christine Rose von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und Co-Koordinatorin des Projekts. „Dabei nehmen wir an, dass Gliazellen in unterschiedlichen Teilen des Gehirns unterschiedliche Eigenschaften haben, und dadurch die Funktion dieser Hirngebiete mitbestimmen. Die Erforschung dieser neu entdeckten Komplexität wird uns nur im interdisziplinären Verbund gelingen.“

Daher forschen hierfür Biochemiker, Chemiker, Genetiker, Molekularbiologen, Neurobiologen, Physiker und Physiologen aus ganz Deutschland eng verzahnt in kleineren Teilprojekten zusammen. Die Erkenntnisse der Wissenschaftler könnten in Zukunft helfen, grundlegende Prozesse im Gehirn besser zu verstehen und so auch dazu beitragen, neue Therapien gegen neurodegenerative Krankheiten wie Demenz zu entwickeln.

Frank Kirchhoff und sein Team untersuchen unter anderem molekulare und zelluläre Mechanismen der Gliazellen. In dem neuen Forschungsprojekt wollen sie die unterschiedliche Verteilung von Transmitterrezeptoren auf Gliazellen untersuchen. Sie gehen davon aus, dass ähnlich wie Menschen in verschiedenen Teilen der Welt ihre eigenen Sprachen nutzen, auch Gliazellen sich verschiedener Kommunikationswege mit den benachbarten Nervenzellen bedienen. Das Team von Christine Rose möchte mit Hilfe von hochauflösenden bildgebenden Techniken intrazellulären Ionenveränderungen in Gliazellen erforschen.

Diese Ionensignale sind zum Beispiel entscheidend, um die Hirndurchblutung an den Bedarf der Nervenzellen anzupassen. Sie stellen somit ein entscheidendes Element in der Versorgung der Neurone mit Sauerstoff und Nährstoffen dar. Die Forscher erhoffen sich dadurch auch besser zu verstehen, wie Erkrankungen des Gehirns, zum Beispiel Schlaganfälle, Hirntumore oder Multiple Sklerose, entstehen.

Die DFG unterstützt das Vorhaben mit rund sechs Millionen Euro zunächst für drei Jahre. Nach dieser ersten Phase kann die DFG das Vorhaben weitere drei Jahre fördern. Das Projekt startet Anfang 2014. Neben der Universität des Saarlandes und der Heinrich-Heine-Universität in Düsseldorf sind zwölf weitere deutsche Universitäten sowie renommierte Forschungseinrichtungen wie das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlin, das Helmholtz-Zentrum München oder das Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin in Göttingen an diesem Projekt beteiligt.

Fragen beantworten:

Prof. Dr. Frank Kirchhoff
Molekulare Physiologie
Universität des Saarlandes
Tel.: 06841 16-26489
E-Mail: frank.kirchhoff(at)uks.eu
Prof. Dr. Christine R. Rose
Institut für Neurobiologie
Heinrich Heine Universität Düsseldorf
Tel.: 0211 81-13416
E-Mail: rose(at)uni-duesseldorf.de
Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Sie können Telefoninterviews in Studioqualität mit Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes führen, über Rundfunk-Codec (IP-Verbindung mit Direktanwahl oder über ARD-Sternpunkt 106813020001). Interviewwünsche bitte an die Pressestelle (0681/302-3610) richten.

Melanie Löw | Universität des Saarlandes
Weitere Informationen:
http://www.uni-duesseldorf.de
http://www.uks.eu

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