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 Forschergruppen

 Neuropharmakologie

Prof. Dr. Klaus G. Reymann

Leiter:

Prof. Dr. Klaus G. Reymann

Abteilung Neurochemie / Molekularbiologie
Leibniz-Institut für Neurobiologie
Brenneckestraße 6
39118 Magdeburg
Deutschland
Telefon: +49-391-6263-93441
Fax: +49-391-626393439
E-Mail:

Schwerpunktthemen der Projektgruppe Neuropharmakologie sind die Pathophysiologie und Pharmakologie der zerebralen Ischämie und der Alzheimer Demenz. Einige unserer Forschungsansätze werden in enger Zusammenarbeit mit dem DZNE Magdeburg und dem Forschungsinstitut Angewandte Neurowissenschaften (FAN GmbH) entwickelt.

Der Schlaganfall ist Folge einer Durchblutungsstörung des Gehirns. Er ist durch nachfolgende Funktionsausfälle, Invalidität und Demenz eine der dramatischsten Krankheiten unserer Zeit und die dritthäufigste Todesursache. Bis heute gibt es in der Klinik noch keine etablierte Möglichkeit zur pharmakologischen Neuroprotektion nach Schlaganfall und nur bei einer Subgruppe der Patienten kann der Gefäßverschluss durch Thrombolyse rückgängig gemacht werden. Daher ist es von enormer Bedeutung, zu versuchen, die motorischen und kognitiven Fähigkeiten nach einem Infarkt wieder herzustellen oder wenigstens zu verbessern.

Stammzellentransplantation: In der letzten Dekade wurde glaubhaft gemacht, das auch im erwachsenen Säugergehirn neue Nervenzellen entstehen können (adulte Neurogenese). Wir konzentrierten uns auf mögliche Reparaturprozesse nach einer ischämischen Schädigung, die auf der Proliferation, Migration und funktioneller Integration endogener und transplantierter adulter Stammzellen beruhen. Wir untersuchen die postischämischen Mechanismen der Regeneration und Plastizität in Nagetier-Gewebekulturen und Verhaltensmodellen. Im Rahmen unseres 2011 beendeten EU-Projekts „STEMS“ konnten wir zeigen, dass humane, induzierte, pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) unter in vitro Bedingungen innerhalb kurzer Zeit in neuronale Zellen ausdifferenzieren und nach Transplantation in Ratten mit experimentell induziertem Schlaganfall verlorengegangene Nervenzellen ersetzen könnten. Damit zeigen diese Zellen ein ähnliches Potential für den zellulären Ersatz geschädigten Gewebes wie embryonale Stammzellen.

Immunzellen und Schlaganfall: In der Folge eines Schlaganfalls kommt es zu einer entzündlichen Reaktion im Gehirn und im gesamten Körper. Kürzlich konnten wir an einem in vitro Modell einen neuartigen neuroprotektiven Mechanismus des Zentralnervensystems beschreiben. Die sogenannte Mikroglia (das sind die Makrophagen des Gehirns) schützen die Neuronen unmittelbar nach einem simulierten Schlaganfall durch Fressen eindringender toxischer Granulozyten und durch einen direkten Zell-Zell-Kontakt mit Neuronen. Laufende Untersuchungen unserer Teilprojekts im Sonderforschungsbereich 854 mittels intravitaler, intrakranialer 2-Photonen-Mikroskopie zielen darauf ab, die Wechselwirkung der verschiedenen Immunzellen untereinander und mit Endothel- sowie Nervenzellen unter in vivo-Schlaganfallbedingungen zu untersuchen.

Hirngefäßerkrankungen: Krankhafte Veränderungen kleiner und kleinster Hirngefäße, sogenannte zerebrale Mikroangiopathien, sind die häufigsten Ursachen einer vaskulären Demenz. Wir konnten kürzlich in Kooperation mit der Magdeburger Klinik für Neurologie eine mögliche pathologische Kaskade der zerebralen Mikroangiopathie in einem Rattenstamm beschreiben, der spontan Bluthochdruck, Diabetes und Störungen des Fettstoffwechsels entwickelt. Zunächst erfolgt eine Akkumulation von roten Blutkörperchen (Erythrozyten) in vereinzelten Kapillaren, den kleinsten Verzweigungen der Blutgefäße, dann aber auch zunehmend in den nächst größeren Arteriolen des Gehirns. Solche „Verstopfungen“ könnten bereits zu einer Mangelversorgung der Nervenzellen führen. Im höheren Alter entwickeln diese Ratten Mikroblutungen, auf die das Gehirn mit Gefäßthrombosen reagiert. Falls dieser pathologische Verlauf auch auf Patienten mit vaskulärer Demenz als Folge einer zerebralen Mikroangiopathie übertragbar wäre, könnte man diese Erkenntnisse für die Frühdiagnostik verwenden.

Amyloid-Oligomere und Demenz: Mit zunehmender Lebenserwartung der Menschen in den Industrie-Nationen steigt die Anzahl altersbedingter Krankheiten, insbesondere neurodegenerativer Erkrankungen wie z.B. der Alzheimer-Demenz. Die Störung der neuronalen Funktion, induziert durch sublethale Aβ-Konzentrationen wird bei Patienten als erstes Stadium des kognitiven Verfalls angesehen. Wir erforschen mit elektrophysiologischen Techniken an Hippokampus-Gewebeschnitten die Mechanismen und die möglichen Angriffsziele von Pharmaka bei Amyloid β-induzierten funktionellen Störungen. Es ist bekannt, dass Aβ-Oligomere zu einer Beeinträchtigung der Langzeitpotenzierung, eine Form des synaptischen Gedächtnisses, führt. Wir stellten fest, dass Aβ-Oligomere zu einer Abnahme neuronaler, spontaner Netzwerkaktivität und zu einer Retraktion der Dornfortsätze führt, lange vor dem Einsetzen von Zelltod. Mit unserem LTP-Modell konnten wir einige Kooperationspartner bei der Aufklärung besonders „synaptotoxischer“ β-Amyloid-Konfigurationen und bei der Medikamentenentwicklung unterstützen. In einer laufenden Zusammenarbeit mit Dr. Goldschmidt, Prof. Ohl und Prof. Scheich (LIN) werden Thallium-Metallographie und Kleintier-SPECT zur Untersuchung von Netzwerkaspekten der β-Amyloid-Pathologie genutzt. An transgenen Alzheimermäusen beobachteten wir zeitgleich mit der β-Ausbildung von Amyloid-Plaques auf Einzelzellebene eine Abnahme der Aktivität von Pyramidenzellen in der Schicht 5 des Kortex, ohne das bereits Zelltod eintritt.

Weitere Details können dem aktuellen Jahresbericht entnommen werden (in Englisch).

 

Jahresberichte:

letzte Aktualisierung: 2015-07-14 Fehler melden Seite drucken
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