Friedrich Propst, Max F. Perutz Laboratories, University of Vienna, Vienna, Austria

Mikrotubuli-Parameter und Axonwachstum

Gefördert in: 2014, 2015, 2016


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Problem: Nach einer Rückenmarksverletzung sind die Verbindungen von Neuronen oft beschädigt.

Ansatz: Dynamische Änderungen des Zytoskeletts beim Wachstum und Wiederauswachsen von Axonen nach einer Rückenmarksverletzung

Ziel: Identifizierung von dynamischen Veränderungen des Zytoskeletts, die das Axonwachstum unterstützen, und als therapeutischer Angriffspunkt dienen können

 

Um Signale von sensorischen Organen empfangen zu können und um Signale an Effektororgane wie z.B. Muskeln übermitteln zu können, sind Nervenzellen mit ihren Zielzellen über lange und dünne Fortsätze, sog. Axonen, verbunden. Eine traumatische Verletzung des Nervensystems kann diese Axone beschädigen und so die Kommunikation zwischen Neuronen und ihrer Zielstruktur trennen, wohingegen die Nervenzelle selbst oft überlebt. Um die Neurone wieder mit ihren Zielstrukturen zu verbinden, wäre das Wiederauswachsen von Axonen notwendig. Neurone des zentralen Nervensystems besitzen jedoch eine sehr geringe Regenrationsfähigkeit.

Die Stabilität des Axons wird durch ein intra-axonales Proteingerüst erreicht, dem sog. Zytoskelett. Um die Integrität des Axons aufrecht zu erhalten und um Wachstum eines Axons zu ermöglichen, muss das Zytoskelett stabil sein und sich gleichzeitig kontinuierlich dynamisch umstrukturieren. Eine feine Balance zwischen Stabilität und Umstrukturierung ist die Voraussetzung für Axonwachstum.

Das Ziel dieses Projekts ist, zu untersuchen, welche Umstrukturierungen des Zytoskeletts für das Axonwachstum am wichtigsten sind. Dafür werden wiederauswachsende Axone von Neuronen in Gewebekulturen untersucht. Die Nervenzellen stammen von normalen und genetisch veränderten Mäusen, denen das Protein (MAP1B) fehlt, das für ein effizientes Axonwachstum essentiell ist. Die Neurone bilden außerdem ein Markerprotein, das es den Forschern ermöglicht, die dynamischen Änderungen des Zytoskeletts unter verschiedenen, Axonwachstum-fördernden oder hemmenden Bedingungen zu beobachten.

Die Forscher erwarten sich von dieser Untersuchung Aufschluss darüber, welche dynamischen Änderungen des Zytoskeletts das Axonwachstum unterstützen und welche gegenteiligen Effekte haben. Diese Ergebnisse können dabei helfen, Strategien zu entwickeln, die durch Manipulation des axonalen Zytoskeletts das Wiederauswachsen von Axonen fördern.