Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stammzellforschung: Der Faktor zum Überleben

04.03.2016

Nervenzellen lassen sich nach Gehirnverletzungen bisher nicht ersetzen. Münchner Forschern können jetzt aber Gliazellen in Neurone umprogrammieren, die Methode ist verblüffend einfach und viel effektiver als bisherige Versuche.

Die Bildung von Nervenzellen (Neurogenese) im Gehirn ist beim Menschen überwiegend auf die Entwicklungsphase beschränkt und findet im Erwachsenenstadium nur noch in sehr wenigen Regionen des Vorderhirns statt. Daher kann der Körper nach Gehirnverletzungen, etwa durch ein Trauma, abgestorbene Nervenzellen nicht mehr ersetzen.


Neuronen aus direkter Reprogrammierung. Aufnahme: Lehrstuhl Götz

Mit dem Ansatz, neue Nervenzellen aus Gliazellen, eigentlich Stützzellen des Hirngewebes, herzustellen, arbeitet Professor Magdalena Götz, Lehrstuhlinhaberin des Instituts Physiologische Genomik am Biomedizinischen Centrum der LMU und Direktorin des Instituts für Stammzellforschung am Helmholtz Zentrum München, bereits seit Jahren.

Erstmals gelang ihr eine solche Umwandlung in vivo in begrenztem Umfang im Jahre 2005. Es entstanden nur sehr wenige, noch unreife Neurone, und viele von ihnen starben im Verlauf der ersten Wochen ab. Mit einer neuen Methode gelang es ihr und ihrem Team nun, die behandelten Gliazellen nahezu vollständig in Nervenzellen umzuwandeln, die über lange Wochen lebensfähig waren.

Dafür mussten die Münchner Wissenschaftler nur einen bestimmten Faktor hinzufügen, der die Umwandlung in Neurone veranlasst, und eine weitere Substanz, die das Überleben der Zellen fördert und den oxidativen Stress blockiert. Von ihren Experimenten berichten die Forscher im renommierten Fachjournal Cell Stem Cell.

Zunächst hatte die Gruppe die Umwandlung von Gliazellen in Nervenzellen in Zellkultur untersucht, und festgestellt, dass sehr viele Zellen bei diesem Vorgang sterben.

In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Dr. Marcus Conrad (Helmholtz Zentrum München und Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen, DZNE) entdeckten die Wissenschaftler zu ihrer Überraschung, dass nur die Neurone, nicht aber die Gliazellen einen besonderen Zelltod sterben, nämlich den Tod der ‚Ferroptosis’.

Dieser beruht auf einem Übermaß an reaktivem Sauerstoff in der Zelle, das entsteht, wenn sich Gliazellen zu schnell auf den Stoffwechsel der Nervenzellen umstellen. Die Zellen produzieren sehr viele reaktive Sauerstoffmoleküle, ihnen fehlen aber noch die entsprechenden Schutzmechanismen.

Schutz vor oxidativem Stress

In vivo zeigen sich diese völlig neuen Befunde aus der Zellkultur mit einem noch dramatischeren Effekt. Wenn Gliazellen nach traumatischer Gehirnverletzung nur mit einem Faktor, der die Bildung von Nervenzellen veranlasst, transduziert werden, wandeln sich nur etwa zehn Prozent aller Gliazellen in Nervenzellen um.

Werden sie aber zusätzlich mit dem Protein Bcl-2 vor dem Zelltod geschützt, sind es rund 80 Prozent. Bekommen die Zellen außerdem noch Vitamin E als Schutz vor oxidativem Stress, erreicht man fast hundert Prozent, und die umgewandelten Nervenzellen zeigen einen erstaunlichen Reifegrad.

„Unsere Ergebnisse revolutionieren den innovativen Ansatz, aus Gliazellen nach Gehirnverletzung Nervenzellen zu machen und so abgestorbene Nervenzellen auch wieder ersetzen zu können“, sagt Erstautor Sergio Gascón.

Ansätze zu neuen Therapien gegen Erkrankungen des Gehirns wie zum Beispiel Schlaganfall oder Demenzerkrankungen konzentrieren sich vor allem darauf, untergegangene Nervenzellen zu ersetzen. Stammzellen sind aber kaum noch vorhanden im menschlichen Gehirn.

„Daher erlaubt der Ansatz, neue Nervenzellen aus Gliazellen herzustellen, auch Gehirnregionen zu reparieren, die weit weg von Stammzellnischen sind“, betont Magdalena Götz.

„Zum ersten Mal haben wir jetzt nicht nur viele, sondern auch richtig reife Nervenzellen erzeugen können. Nun können wir deren Verknüpfungen mit den verbliebenen Nervenzellen untersuchen – um festzustellen, ob sie sich auch richtig in das Nervenzellnetzwerk integrieren.“
LMU/Helmholtz-Zentrum München

Publikation:
Gascón, Sergio; Murenu, Elisa et al.:
Identification and successful negotiation of a metabolic checkpoint in direct neuronal reprogramming.
Cell Stem Cell, März 2016

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Magdalena Götz
Helmholtz Zentrum München
Institut für Stammzellforschung
Tel.: 089-3187-3750
E-Mail: magdalena.goetz@helmholtz-muenchen.de
und
Biomedizinisches Centrum der LMU
Physiologische Genomik
Tel.: 089-2180-75255

Luise Dirscherl | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

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: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise