Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Heilung von Schlaganfällen einen Schritt näher

14.12.2011
Der Thalamus ist die zentrale Schaltstelle im Gehirn: Mit speziell ausgebildeten Nervenzellen (Neuronen) empfängt er die Informationen aus den Sinnesorganen, verarbeitet sie und leitet sie weiter.

Forscher des Instituts für Toxikologie und Genetik (ITG) am KIT haben die für die Entwicklung dieser Neuronen verantwortlichen genetischen Faktoren Lhx2 und Lhx9 identifiziert. Die Ergebnisse tragen wesentlich zum Verständnis der Entwicklung des Thalamus bei. Langfristig sollen sie dabei helfen, nach Schlaganfällen eine Heilung zu ermöglichen.


Die Ergebnisse der Untersuchungen des Zebrafisches lassen sich auf das menschliche Gehirn übertragen (Grafik: ITG, KIT)

Mit 100 Milliarden Nervenzellen ist das Gehirn ein sehr komplexes System. „Wir wollen das entwicklungsbiologische Programm dahinter verstehen“, sagt Dr. Steffen Scholpp vom ITG. „Uns geht es darum herauszufinden, wie sich einzelne Gehirnteile entwickeln, das heißt was Vorläuferzellen dazu bringt, sich zu einem spezialisierten Verbund zusammenzuschließen.“ Scholpps Gruppe am ITG untersucht die Entwicklung des Thalamus. „Er ist das zentrale Umspannwerk im Gehirn: Alles, was wir über Augen, Ohren oder Tastsinn von der Außenwelt wahrnehmen, muss hier hindurch und wird erst dann in die Großhirnrinde geschaltet, die es weiter verarbeitet.“

Langfristig wollen die Wissenschaftler in der Lage sein, geschädigte Hirnteile mit einer Gewebsersatztherapie zu heilen. Ist beispielsweise Gewebe nach einem Schlaganfall geschädigt, gibt es bislang keine Möglichkeit, dieses neu aufzubauen. „Der Schlaganfall ist heute die häufigste Ursache für im Erwachsenenalter erworbene Behinderungen, wegen seiner zentralen Rolle sind Schädigungen im Thalamus besonders schwerwiegend“, so Steffen Scholpp.

„Wir müssen deshalb eine Strategie finden, mit der wir Stammzellen so aktivieren können, dass das geschädigte Gewebe wieder ersetzt werden kann.“ Einen wesentlichen Schritt haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun gemacht: Mit Lhx2 und Lhx9 haben sie in Untersuchungen an Zebrafischen die beiden Faktoren identifiziert, welche die Entwicklung der Neuronen im Thalamus steuern. „Ohne diese Faktoren entsteht ein Thalamus, der nur undifferenzierte Nervenzellen beherbergt – das heißt, den Vorläuferzellen fehlt die für die Spezialisierung notwendige Information“, erläutert der Biologe. Die Analyse der Gehirnentwicklung im Zebrafisch erlaubt Rückschlüsse auf die Entwicklung in allen Wirbeltieren einschließlich des Menschen. Ihre Ergebnisse hat die Gruppe in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „PLoS Biology“ veröffentlicht.

In der gleichen Studie haben Scholpp und sein Team einen weiteren Faktor identifiziert, der als „Kleber“ im Thalamus fungiert: Das Zelladhäsionsmolekül Pcdh10b sorgt dafür, dass sich der Thalamus entwickelt, ohne sich dabei mit den umliegenden Gehirnteilen zu vermischen. Fehlt dieser Faktor, bilden sich die Neuronen zwar richtig aus, finden ihren Zielbereich aber nicht mehr.

Ziel der Forscherinnen und Forscher ist es nun, diese Faktoren – zunächst in der Kulturschale (in vitro) in undifferenzierten Zellen zu aktivieren, damit sich neues Thalamusgewebe bildet. In enger Kooperation mit Ingenieuren entwickelten die Biologen bereits zweidimensionale Zellkultur-Systeme, im Januar beginnen sie mit einem 3-D-Zellkulturprojekt. „Das KIT bietet uns hier sehr gute Möglichkeiten: Parallel zu unserer Forschung arbeiten Materialwissenschaftler an der Entwicklung verschiedenster Biowerkstoffe (Biopolymere), die wir in Experimenten in der Kulturschale testen“, so Scholpp.

Für die Zukunft hält Dr. Steffen Scholpp eine Heilung von Schlaganfallpatienten für möglich. „Das wird sicher noch nicht in den nächsten Jahren so weit sein. Ziel ganz am Ende ist es aber, schlafende Stammzellen eines Schlaganfallpatienten entnehmen zu können, dann – außerhalb des Körpers – in diesen Zellen das spezifische entwicklungsbiologische Programm anzuschalten und sie schließlich wieder zurück an die Position des geschädigten Gewebes zu bringen. Das wäre dann eine echte Heilung.“

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert Dr. Steffen Scholpp im Emmy-Noether-Programm für fünf Jahre mit 1,3 Millionen Euro. Mit diesem Programm unterstützt sie junge Wissenschaftler beim Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe. In Dr. Steffen Scholpps Team forschen derzeit drei Doktoranden, ein Postdoktorand, eine technische Angestellte sowie zwei Masterstudierende.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung – Lehre – Innovation.

Weiterer Kontakt:

Margarete Lehné
Presse, Kommunikation und
Marketing
Tel.: +49 721 608-48121
Fax: +49 721 608-43658
E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

Monika Landgraf | idw
Weitere Informationen:
http://www.kit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht In Deutschland wächst die Zahl der Patienten mit Diabetes mellitus
23.02.2017 | Versorgungsatlas

nachricht Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt
22.02.2017 | Klinikum der Universität München

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie