Marc Ruitenberg und Quan Nguyen, Universität von Queensland, Brisbane, Australien

Einzelzell-Analyse zur Unterscheidung von Entzündung und Entwicklung der Verletzungsstelle

Gefördert in: 2021, 2022, 2023


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Problem: Kein tiefgreifendes Verständnis der Rolle von Immunzellen
Ansatzpunkt: Signalwege der Immunzellen, Zell-Zell-Interaktionen und Wundheilung studieren
Zielsetzung: Schlüsselgene und Signalwege entdecken, die Wundheilung und Wiederherstellung vorantreiben

Die Ära der Molekularbiologie und eine zunehmend global vernetze Forschung haben dazu geführt, unser Wissen über das verletzte Rückenmark zu erweitern. Auch gab es weitreichende Erkenntnisse über das Versagen der Regeneration nach einer Verletzung. Viele Fragen jedoch sind immer noch offen. Dies betrifft auch die genaue Rolle der Entzündungsreaktion. Sie wurde traditionell als schädigend und negativ für die Erholung angesehen. Es ist daher wichtig festzuhalten, dass die Entzündungsphase sehr wohl einen wichtigen Teil jeder Art von erfolgreicher Regeneration darstellt.  Während dieser Phase wird die Wunde von Ablagerungen befreit. Dies geschieht, indem molekulare Signale von den Immunzellen ausgehen und gleichzeitig eine proliferative Phase zur Wiederherstellung einläuten. Ohne diesen Vorgang wäre die Wundheilung unvollständig beziehungsweise könnte nicht vonstattengehen. Auf der anderen Seite ist eine zu stark ausgeprägte und/oder nicht-auflösende Entzündung ein negativer Einflussfaktor für die Wiederherstellung. Dies würde dann zur Narbenbildung führen. Diese tritt nach einer Rückenmarksverletzung regelhaft ein. Warum dieser Prozess so abläuft, ist nicht genau verstanden. Um eine Heilung für die Rückenmarksschädigung zu finden, muss diese Wissenslücke gefüllt und dafür gesorgt werden, dass die Entzündungsreaktion zur Reparatur beiträgt. Sie darf nicht in die Narbenbildung und in eine erfolglose Regeneration münden.

Es fehlt derzeit an einem tiefgreifenden Verständnis, wie Immunzellen im verletzten Rückenmark nebeneinander bestehen, wie sie sich gegenseitig in ihrem Verhalten und das Verhalten anderer Zellen beeinflussen. Zur Lösung dieses Problems werden die Wissenschaftler die neuesten genetischen und pharmakologischen Ansätze verwenden, um Immunzellen zu markieren, zu verfolgen und/oder zu verringern. Sie werden auch die fortschrittlichsten Technologien zur Sequenzierung (räumliche Transkriptomanalyse) anwenden und bioinformatische Studien durchführen. Hiermit sollen die Signalwege der Immunzellen, die Zell-Zell-Interaktionen und die Wundheilung im verletzten Rückenmark genauer untersucht werden.

Das Ziel der Wissenschaftler ist eine Karte mit räumlicher Auflösung von allen Zelltypen und ihren Interaktionen im verletzten Rückenmark im zeitlichen Verlauf. Sie werden auch mit gezielten Eingriffen versuchen, Schlüsselgene und Signalwege zu entdecken, die die Wundheilung und Wiederherstellung vorantreiben. Dies könnte den Weg für neue und effektive Therapieformen frei machen.