© Eileen Staufenberg
Steven Ceto, Center for Neural Repair, University of California, San Diego, San Diego, USA

Synaptische Verbindung zwischen neuralen Stammzelltransplantaten und dem umgebenden Gewebe nach Rückenmarksverletzung

Gefördert in: 2016, 2017, 2018


Zur Übersicht

Problem: Über die synaptische Verbindungen von Stammzelltransplantaten mit dem umgebenden Wirtsgewebe ist nur wenig bekannt

Angriffspunkt: Bildgebende und elekrophysiologische Techniken sollen die spezifischen Verbindungen zwischen Transplantat und umgebendem Gewebe sichtbar machen

Zielsetzung: Verstehen, wie neurale Stammzelltransplantate sich funktionell in das Umgebungsgewebe eingliedern, und dadurch Optimieren von Transplantaten.

 

Neurale Stammzellen (NSC, neural stem cells) haben das Potenzial, Rückenmarksgewebe, das durch eine Verletzung verloren gegangen ist, zu ersetzen und als Verbindung für die Kommunikation für Nervenzellen von oberhalb und unterhalb der Läsion zu dienen. Deshalb hoffen die Forscher mit einer erfolgreichen NSC-Transplantation sensorische und motorische Funktionen in Rückenmarksverletzten Patienten wiederherstellen zu können. Bis jetzt ist jedoch wenig über die neuralen Verbindungen, sog. Synapsen, bekannt, die zwischen den transplantierten Zellen und den Nervenzellen im Wirtsgewebe entstehen. Um die NSC-Anwendung zu optimieren und um aus diesen Transplantaten geeignete Verbindungsstücke für eine bedeutsame funktionelle Verbesserung zu machen, müssen die Funktionalität und die Verteilung dieser Synapsen untersucht werden.

An einem Modell für schwere Querschnittslähmung soll die gleichzeitige Aktivität einer großen Anzahl an Nervenzellen innerhalb des Transplantats und dem angrenzenden Wirtsgewebe in wachen Tieren beobachtet werden; das soll es ermöglichen, zu verstehen, wie Signale in NSC-Transplantate und darüber hinaus übertragen werden.

Außerdem werden wir die feinen Details der synaptischen Verbindung auf Einzelzellebene in isoliertem, Gewebe mit der Hilfe von bildgebenden und elektrophysiologischen Verfahren untersuchen. Um individuelle Regelkreise zu betrachten, werden wir opto-genetische Techniken nutzen, um bestimmte Gruppen von Nervenfasern des Wirts- und Transplantatsgewebes zu aktivieren und so ihre Reaktion im Zielneuron zu charakterisieren. Schließlich werden wir transsynaptische Markierungs-Techniken verwenden, um die spezifischen Verbindungen zwischen Transplantat und Wirtsgewebe sichtbar zu machen.

Wir erwarten eine gemischte Gruppe von Nervenzellen in den NSC-Transplantaten mit unterschiedlichen Funktionalitäten, von denen die meisten eine gewisse Verbindung zu Nervenzellen des Rückenmarks und des Gehirns haben. Zu verstehen, wie ein NSC-Transplantat funktionell mit dem umgebenden Gewebe interagiert, eröffnet einen Anfangspunkt von dem aus wir weiter gehen können, um die Stammzell-Präparationen zu verfeinern und so einen bestmöglichen Outcome für Patienten zu ermöglichen.