Romain Cartoni, Harvard Medical School, Children’s Hospital and Department of Neurology, Boston, USA

Die Rolle der Mitochondrien bei der Regeneration von Nervenfaser

Gefördert in: 2013, 2014, 2015


Zur Übersicht

Problem: Die Regeneration von Nervenfasern benötigt viel zelluläre Energie

Ansatz: Bereitstellung der Energie durch den Transport von Mitochondrien (Mitochondrien= Kraftwerke der Zelle)

Ziel: Grundlegendes Verständnis für den Transport der Mitochondrien nach einer Axonverletzung und  Identifikation eines Ansatzpunkts, um die Regeneration zu unterstützen


Die Zellen des Nervensystems brauchen sehr viel Energie. Diese Energie wird durch Zellorganellen den sogenannten Mitochondrien bereitgestellt, sie sind das Kraftwerk der Zellen. Aufgrund der langen Nervenfortsätze im menschlichen Körper, ist die Distanz zwischen Zellkörper und dem Ziel im Rückenmark sehr groß, z.B. bei den motorischen Nervenzellen bis zu 80 cm, und die Energie wird weit weg vom Zellkörper benötigt. Deshalb ist der Transport der Mitochondrien ein entscheidender Faktor für den ungestörten Energiehaushalt der Nervenzellen. Wie dies im Falle der Verletzung und Regeneration in der Zelle geregelt wird, ist wenig bekannt.

Die Forschung der letzten Jahre hat grundsätzlich gezeigt, dass Neurone ihre Nervenfasern regenerieren können. In solchen regenerierenden Axonen ist die Energieversorgung entlang der Axone sehr wahrscheinlich ein kritischer Faktor für das Wiederauswachsen und die Funktion der Nervenfasern. Ziel dieses Projekts ist, die Bedeutung des Transports der Mitochondrien für die Axonregeneration zu verstehen.

Der mitochondriale Transport ist von Strukturen des Zytoskeletts abhängig, den sogenannte Mikrotubuli. Mikrotubuli bestehen aus Eiweißfäden, die Mitochondrien werden entlang dieser Mikrotubuli mit Hilfe von Transporteiweißen befördert. Die Hauptakteure in diesem Transportsystem sind nicht bekannt.

Um die Rolle des mitochondrialen Transports für die Axonregeneration zu klären wird dieses Projekt

  • in- vitro den Transport der Mitochondrien mit Hilfe von Methoden studieren, die die Vorgänge in lebenden Zellen sichtbar machen. Mit neuesten Methoden kann die Bewegung, die Richtung, die Geschwindigkeit und die zurückgelegte Entfernung der Mitochondrien erfasst werden.
  • die Proteine identifizieren, die für den vermehrten Transport von Mitochondrien in der regenerierenden Zelle verantwortlich sind
  • den mitochondrialen Transport in-vivo während der Regeneration untersuchen

Das Projektziel ist die Vorgänge des mitochondrialen Transports zu verstehen und die Mechanismen zu identifizieren, über die man die Regenerationsfähigkeit  unterstützen und verbessern kann.