Willkommen bei der Forschungsgruppe Neuroregeneration
Die unabhängige Forschungsgruppe Neuroregeneration des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts und des Max-Planck-Zentrums für Physik und Medizin in Erlangen erforscht die erstaunliche Fähigkeit des Zebrabärblings, nach Rückenmarksverletzungen Nervenbahnen zu regenerieren und die Bewegungsfunktion wiederherzustellen. Wir wollen verstehen, wie diese Tiere diese komplexe Aufgabe bewältigen. Unser Ziel ist, dieses Wissen für die Entwicklung therapeutischer Ansätze zur Förderung der Regeneration beim Menschen zu nutzen.
Warum sind einige Wirbeltierarten in der Lage, das Rückenmark nach einer Verletzung zu regenerieren?
Im Menschen führen Verletzungen des Rückenmarks zu dauerhaften sensomotorischen und autonomen Dysfunktionen, da durchtrennte Nervenfasern (Axone) nicht nachwachsen. Dieses Regenerationsdefizit lässt sich zu einem Großteil auf Narbengewebe in der Läsion zurückführen, welches von Fibroblasten produziert wird. Das Narbengewebe besteht aus Ablagerungen der extrazellulären Matrix (EZM) und stellt aufgrund seiner ungünstigen biochemischen und mechanischen Eigenschaften eine Barriere für die Axonregeneration dar. Trotz jahrzehntelanger Forschung existiert keine wirksame Therapie, die die Regeneration von Axonen über Narbengewebe im zentralen Nervensystem (ZNS) ausreichend fördern kann.
Im Gegensatz zu Menschen und anderen Säugetieren sind Zebrabärblinge in der Lage, nach einer Rückenmarksverletzung Axone über weite Strecken zu regenerieren, was zu einer nahezu vollständigen Wiederherstellung der Bewegungsfunktion führt. Die hohe Regenerationsfähigkeit ihres Zentralnervensystems (ZNS) ist hauptsächlich auf eine spezifische EZM in der Läsion zurückzuführen, welches die Regeneration begünstigt. Wir untersuchen die Regulation, biochemische Zusammensetzung und mechanischen Eigenschaften dieser regenerationsfördernden EZM im Zebrabärbling mit dem Ziel, wichtige Unterschiede im Vergleich zu den Narbenbildungsprozessen im Säugetier-ZNS zu ermitteln. Schlüsselfragen, denen unsere Forschung nachgeht, sind:
- Wie kann nach einer ZNS-Verletzung eine regenerationsfördernde Umgebung geschaffen werden?
- Wie kann die Axonregeneration in einer regenerationslimitierenden Umgebung ermöglicht werden?
Zur Beantwortung dieser Fragen nutzen wir eine breite Palette modernster optischer Bildgebungstechnologien wie Brillouin-Mikroskopie, genetische und molekularbiologische Methoden. Darüber hinaus entwickeln wir innovative, humanisierte Fischmodelle, um neue therapeutische Ansätze zur Reparatur des Rückenmarks zu erforschen.
