AG Neurale Regeneration und Plastizität

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit den Mechanismen und der Funktion adulter neuronaler Plastizität und Neurogenese in Tiermodellen für neurodegenerative Erkrankungen.

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Das adulte Gehirn ist lebenslang in der Lage, neue neuronale Vorläuferzellen zu bilden. Diese differenzieren im gesunden Gehirn zu Neuronen und werden funktionell in vorhandene Netzwerke integriert. Die Arbeitsgruppe untersucht Mechanismen, die solche neurogenen Zonen und ihre Funktion charakterisieren. An Tiermodellen für neurodegenerative Erkrankungen (M. Parkinson, M. Alzheimer) wird weiterhin untersucht, warum das adulte Gehirn trotz kontinuierlicher Neurogenese nicht in der Lage ist, Neurodegeneration vollständig zu kompensieren. Es ist bekannt, dass körperliche Aktivität, angereicherte Umgebung und gesunde Ernährung die Bildung neuer Neurone robust steigern. Wir untersuchen die Auswirkungen des Lebensstils auf neurale zelluläre Plastizität als mögliche kausale Therapieoption bei neurodegenerativen Prozessen.

Projekte

Projekt 1: Effekte körperlicher Aktivität und Ernährung auf Lernen, Gedächtnis, Motorik, Affekt und adulte Neurogenese

In diesem Projekt wird in Tiermodellen für neurodegenerative Erkrankungen (Parkinson, Alzheimer) untersucht, wie sich Sport und Ernährung auf die Neurogenese im Hypothalamus und im Hippocampus, und als Folge dessen auf die kognitiven Fähigkeiten auswirken. Wir suchen die molekularen und zellulären Mechanismen, die den funktionellen Auswirkungen von Lebensstiländerungen auf das Gehirn zugrunde liegen.

Kooperation mit Prof. A. Flöel, Prof. R. Hellweg, Prof. I. Sack, Dr. U. Harms (Charité)

Projekt 2: Änderungen der Viskoelastizität des Gehirns durch Neurodegeneration

Im Mausmodell für Morbus Alzheimer und Morbus Parkinson wird untersucht, inwiefern sich Neurodegeneration und Neurogenese auf die mechanischen, viskoelastischen Eigenschaften des Gehirns auswirkt. Mit der MRT-basierten Elastographie (MRE) untersuchen wir in verschiedenen Stadien der Alzheimer'schen Krankheit (MCI, AD) sowie der Parkinson´schen Erkrankung wie die Änderungen der Viskoelastizität mit histologischen Veränderungen und den Änderungen der Kognition, Depression, Ängstlichkeit und Motorik korrelieren.

Kooperation mit Prof. I. Sack, Prof. A. Flöel (Charité)

Projekt 3: Immunmodulation reguliert Neurogenese

Adulte Neurogenese spielt bei neurodegenerativen Erkrankung eine wesentliche funktionelle Rolle als endogener Reparationsmechanismus im Gehirn. Jedoch sind neurodegenerative Prozesse zumeist von unspezifischer lokaler Inflammation im Gehirn begleitet, die wiederum die Neubildung von Neuronen supprimiert. Wir untersuchen die Rolle von antiinflammatorischer und immunmodulatorischer Therapie auf die Neurogenese in Tiermodellen für Neurodegeneration und korrelieren histologische und Daten und Verhaltensanalysen mit Bildgebung (MRE).

Kooperation mit Prof. I. Sack, PD C. Infante-Duarte, (Charité)

Projekt 4: Exogene Stimulation der neuronalen Regeneration bei Parkinson durch Transplantation von mesenchymalen Stammzellen

Adulte Neurogenese und Neuroprotektion im Rahmen von M. Parkinson oder anderen neurodegenerativen Prozessen können durch exogene Faktoren, die das Mikromillieu im Gehirn beeinflussen unterstützt werden. Mesenchymale Stammzellen sezernieren diese Faktoren bzw. induzieren nach lokaler Transplantation ihre Freisetzung vor Ort. Sie sind einfach verfügbar, immunprivilegiert und können zu neuralen Zellen differenzieren. Wir untersuchen den Einfluss mesenchymaler Stammzellen aus dem Fettgewebe auf histopathologische Veränderungen und motorische sowie kognitive Fähigkeiten und entwickeln eine sichere, verfügbare und effektive Modulierung dieser Zellen als Basis für eine therapeutische Anwendung am Menschen.

Kooperation mit Prof. M. Gossen (Berlin-Brandenburger Centrum für Regenerative Therapien (BCRT)), Dr. A. Kurtz (Charité), Dr. A. Briel (nanoPET Pharma), Prof. Brenner (Charité)

Forschungsunterstützung

  • Else-Kröner-Fresenius-Stiftung
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung
  • Europäischer Fond für regionale Entwicklung (EFRE)
  • Deutsche Forschungsgemeinschaft

Doktorandinnen und Doktoranden

  • Elisabeth G. Hain
  • Deetje Iggena
  • Felix Maidhof
  • Tonia Munder
  • Anna Pfeffer
  • Justyna Rasinska
  • Stefanie Schreyer

Alumni

  • Dr. med. Jürgen Berg
  • Dr. med. Petra Hühnchen
  • Dr. med. Philipp Klaissle
  • Dr. med. Anne Lesemann
  • Dr. phil. Anne Schwerk