Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher um Oliver Brüstle entschlüsseln rätselhafte Bewegungsstörung

24.11.2011
Neurodegenerative Erkrankungen stellen eine der größten Herausforderungen unserer alternden Gesellschaft dar. Die Erforschung dieser Krankheiten wird aber wegen der eingeschränkten Verfügbarkeit von menschlichem Gehirngewebe besonders erschwert.

Wissenschaftler des Forschungszentrums Life & Brain und der Klinik für Neurologie der Universität Bonn haben nun einen Umweg genommen: Sie reprogrammierten Hautzellen von Patienten mit einer erblichen Bewegungsstörung in so genannte induziert pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) und gewannen daraus funktionierende Nervenzellen. Daran entschlüsselten sie, wie die Krankheit entsteht. Ihre Ergebnisse erscheinen nun in der Fachzeitschrift „Nature“.

Im Zentrum der aktuellen Bonner Studie steht die so genannte Machado-Joseph-Erkrankung. Dabei handelt es sich um eine Störung der Bewegungskoordination, die ursprünglich bei portugiesischstämmigen Bewohnern der Azoren beschrieben wurde und heute die häufigste dominant vererbte Kleinhirn-Ataxie in Deutschland darstellt. Die Mehrzahl der Patienten entwickelt zwischen dem 20. und 40. Lebensjahr Gangstörungen und eine Reihe anderer neurologischer Symptome. Ursache der Erkrankung ist eine sich wiederholende Erbgutsequenz im Ataxin-3-Gen, die zur Verklumpung des entsprechenden Proteins führt, wodurch schließlich die Nervenzellen im Gehirn geschädigt werden. Unklar war bislang, warum die Erkrankung nur Nervenzellen betrifft und wie die abnorme Proteinverklumpung ausgelöst wird.

„Alleskönner“ aus Hautproben von Patienten

Um den Krankheitsprozess auf molekularer Ebene zu studieren, stellten Wissenschaftler um den Stammzellforscher Prof. Dr. Oliver Brüstle am Institut für Rekonstruktive Neurobiologie der Universität Bonn zunächst aus kleinen Hautproben von Patienten so genannte induziert pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) her. Es handelt sich dabei um Zellen, die in ein sehr frühes, undifferenziertes Stadium zurückversetzt werden. Diese „Alleskönner“ lassen sich – einmal gewonnen – nahezu uneingeschränkt vermehren und in alle Körperzellen ausreifen. In einem nächsten Schritt wandelte das Team um Prof. Brüstle die iPS-Zellen in Gehirnstammzellen um, aus denen die Wissenschaftler beliebig Nervenzellen für ihre Untersuchungen entwickeln konnten.

Das Besondere: Da die Nervenzellen aus den Patienten selbst stammen, tragen sie dieselben genetischen Veränderungen und können so als zelluläres Modell der Erkrankung dienen. „Diese Methode erlaubt uns die Erforschung der Erkrankung an den wirklich betroffenen Zellen, zu denen wir sonst keinen Zugang hätten - fast so, als hätten wir das Gehirn des Patienten in die Zellkulturschale gebracht“, sagt Dr. Philipp Koch, langjähriger Mitarbeiter von Prof. Brüstle und einer der Erstautoren der Studie. Zusammen mit seinem Kollegen Dr. Peter Breuer von der Klinik und Poliklinik für Neurologie des Bonner Universitätsklinikums stimulierte Koch elektrisch die künstlich geschaffenen Nervenzellen. Dabei konnten die Forscher zeigen, dass die Bildung der Proteinaggregate unmittelbar mit der elektrischen Aktivität der Nervenzellen zusammenhängt. „Eine Schlüsselrolle spielt dabei das Enzym Calpain, das durch den erhöhten Kalziumgehalt stimulierter Nervenzellen aktiviert wird“, so der Biochemiker Breuer. „Dieser neu identifizierte Mechanismus erklärt, warum die Erkrankung ausschließlich Nervenzellen betrifft“, betont Prof. Brüstle.

Reprogrammierte Nervenzellen als Studienobjekt für Medikamente

„Die Studie verdeutlicht, welches Potential diese spezielle Art der Stammzellen für die neurologische Krankheitsforschung hat“, sagt Prof. Dr. Thomas Klockgether, Klinischer Direktor des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und Direktor der Bonner Universitätsklinik für Neurologie, dessen Team in dieser Studie eng mit den Wissenschaftlern um Prof. Brüstle zusammenarbeitete. Für Prof. Brüstle Grund genug, bereits über neue Strukturen nachzudenken: „Wir brauchen interdisziplinäre Abteilungen, in denen Wissenschaftler aus der Stammzellbiologie und der molekularen Krankheitsforschung Seite an Seite zusammenarbeiten.“ Prof. Dr. Dr. Pierluigi Nicotera, wissenschaftlicher Vorstand und Vorstandsvorsitzender des DZNE, pflichtet ihm bei: „Das DZNE hat großes Interesse an Kooperationsstrukturen. Denn reprogrammierte Stammzellen weisen für das Verständnis der Pathologie neurodegenerativer Erkrankungen ein enormes Potenzial auf.“

In einem nächsten Schritt wollen Prof. Brüstle und seine Kollegen von Life & Brain reprogrammierte Nervenzellen für die Entwicklung von Wirkstoffen zur Behandlung neurologischer Erkrankungen einsetzen.

Publikation: Koch, P., Breuer, P., Peitz, M., Jungverdorben, J., Kesavan, J., Poppe, D., Doerr, J., Ladewig, J., Mertens, J., Tüting, T., Hoffmann, P., Klockgether, T., Evert, B.O., Wüllner, U., Brüstle, O. (2011) Excitation-induced ataxin-3 aggregation in neurons from patients with Machado-Joseph disease. Nature doi:10.1038/nature10671

Kontakt:

Prof. Dr. Oliver Brüstle
Institut für Rekonstruktive Neurobiologie
LIFE & BRAIN Center
Universität Bonn
Telefon: +49-228-6885-500
E-Mail: brustle@uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www3.uni-bonn.de/Pressemitteilungen/324-2011

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Innovative Antikörper für die Tumortherapie
20.02.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

nachricht Nervenschmerzen zukünftig wirksamer behandeln
20.02.2017 | Universität Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

Physikerinnen und Physiker diskutieren in Bremen über aktuelle Grenzen der Physik

21.02.2017 | Veranstaltungen

Kniffe mit Wirkung in der Biotechnik

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit den Betriebsräten Sozialpläne

21.02.2017 | Unternehmensmeldung

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zur Sprache gebracht: Und das intelligente Haus „hört zu“

21.02.2017 | Messenachrichten