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 Geckos kommunizieren überraschend flexibel
29.05.2017 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

nachricht Bauchspeicheldrüsenkrebs: Forschungsgruppe erprobt erfolgreich neue Diagnose- und Therapieansätze
29.05.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Conservation: IASS Contributes to UN Ocean Conference in New York on 5-9 June

24.05.2017 | Event News

AWK Aachen Machine Tool Colloquium 2017: Internet of Production for Agile Enterprises

23.05.2017 | Event News

Dortmund MST Conference presents Individualized Healthcare Solutions with micro and nanotechnology

22.05.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Latest News

New insights into the ancestors of all complex life

29.05.2017 | Earth Sciences

New photocatalyst speeds up the conversion of carbon dioxide into chemical resources

29.05.2017 | Life Sciences

NASA's SDO sees partial eclipse in space

29.05.2017 | Physics and Astronomy