Meilenstein bei der Regeneration von Gehirnzellen

Themenfeld: Mechanistische Grundlagen von Gesundheit und Erkrankung
Institut für Stammzellforschung
Meilenstein bei der Regeneration
von Gehirnzellen:
Stützzellen bilden neue Nervenzellen
In der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Magdalena Götz am Institut für Stammzellforschung des Helmholtz Zentrums München bzw. an der Ludwig-MaximiliansUniversität München ist ein weiterer Schritt zum Verständnis von Prozessen
gelungen, um nach Unfällen geschädigte Gehirnzellen ersetzen zu können:
Durch spezielle Regulatorproteine entstehen aus Stützzellen des Gehirns wieder
voll funktionsfähige Nervenzellen.
D
ie meisten Zellen im menschlichen Gehirn sind nicht Nervenzellen, sondern die
sternförmigen Gliazellen, die so genannten „Astroglia“. Entsprechend ihres
Namens wurden diese Zellen bisher nur als Stütze zwischen den Nervenzellen angesehen. Bereits vor einigen Jahren konnte die Arbeitsgruppe nachweisen, dass diese
Gliazellen während der Entwicklung als Stammzellen fungieren. Das heißt, sie besitzen
die Fähigkeit, sich zu verschiedenen Zelltypen wie auch voll funktionsfähigen
Nervenzellen auszudifferenzieren. Diese Eigenschaft geht jedoch bei späteren Entwicklungsstadien verloren, so dass Gliazellen selbst nach Verletzung im erwachsenen
Gehirn keine Nervenzellen mehr bilden können.
Magdalena Götz mit Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis und
Familie Hansen-Preis geehrt: Auszeichnungen unterstreichen die Bedeutung
der Neuherberger Stammzellforschung
Einer der Gottfried Wilhelm Leibniz-Preise 2007 ging an die Neurobiologin
Prof. Dr. Magdalena Götz. Außerdem erhielt die Neurowissenschaftlerin den
„Familie-Hansen-Preis“ der Bayer AG für besondere Leistungen in Biologie und
Medizin.
Götz wurde für ihre Forschung zur Nervenzellentwicklung in der Großhirnrinde
ausgezeichnet. Sie untersucht die molekularen Grundlagen der Gehirnentwicklung, insbesondere in der Großhirnrinde. Dabei entdeckte Götz, dass Gliazellen
des Gehirns als Stammzellen fungieren und Nervenzellen aus Gliazellen
hervorgehen können. Sie fand heraus, welche Faktoren beim Übergang von
glialen zu neuronalen Zellen eine Rolle spielen. Dank dieser Ergebnisse rückt
nun das Fernziel ein wenig näher, die Differenzierung von Stammzellen zu
steuern, um Therapien gegen degenerative Erkrankungen zu entwickeln.
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Wissenschaftliche Highlights
Themenfeld: Mechanistische Grundlagen von Gesundheit und Erkrankung
Um diese Entwicklung auch umkehren zu können, untersuchte das Team, welche
molekularen Schalter für die Bildung von Nervenzellen aus Gliazellen während der
Entwicklung wesentlich sind. Diese Regulatorproteine werden in Gliazellen aus dem
älteren Gehirn eingebracht, die tatsächlich daraufhin neuronale Proteine anschalten.
Mit der Arbeit konnte gezeigt werden, dass tatsächlich einzelne Regulatorproteine
ausreichen, um aus Gliazellen wieder funktionelle Nervenzellen herzustellen. Dieser
Übergang wurde am Mikroskop live in Zeitrafferaufnahmen verfolgt. Es zeigte sich,
dass Gliazellen einige Tage für die Umprogrammierung brauchen, bis sie die normale
Gestalt einer Nervenzelle annehmen. Diese neuen Nervenzellen haben dann auch die
typischen elektrischen Eigenschaften von normalen Nervenzellen. Die Ergebnisse sind
ein wichtiger Schritt auf dem Weg, funktionierende Nervenzellen auch nach einer
Gehirnverletzung wieder ersetzen zu können.
Prof. Dr. Magdalena Götz
Institut für Stammzellforschung
Telefon 0 89 / 31 87 37 50
[email protected]
Literatur:
Berninger, B., Costa, M.R., Koch, U., Schroeder, T.,
Sutor, B., Grothe, B. and Götz, M.:
„Functional Properties of Neurons Derived from
In Vitro Reprogrammed Postnatal Astroglia“.
J. Neurosci. 2007 27:
8654-8664; doi:10.1523/JNEUROSCI.1615-07.2007
Nervenzellen (grün)
werden nach Expression
des Transkriptionsfaktors Neurogenin2 aus
Gliazellen gebildet.
Die Kerne aller Zellen
sind in blau dargestellt.
Foto: ISF.
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