Ashley Tucker, Universität Texas, College Station, USA

Integration transplantierter Nervenzellen in motorischen Netzwerken überprüfen

Gefördert in: 2020, 2021, 2022


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Problem: Gehen ist oft verloren, da die Weiterleitung erzeugter Gangmuster im Gehirn unterbrochen ist
Ansatzpunkt: Mechanismen aufklären, die transplantierten Zellen ermöglichen, Einfluss auf die Motorfunktion zu nehmen
Zielsetzung: Entwicklung von optimierten menschlichen Stammzelltransplantationen

Nach einer Querschnittsverletzung kommt es häufig zum Verlust der Gehfunktion. Dies liegt oft daran, dass die motorischen Steuerungsbefehle, die im Gehirn erzeugt werden, nicht mehr über die Verletzungsstelle hinaus gelangen. Eine Modulation von Arm- und Beinbewegungen ist auch nicht mehr möglich. Ein Hauptziel der Therapie bleibt, die Rückenmarksnetzwerke wiederherzustellen, die für die Kontrolle der Bewegungsmuster notwendig sind.
Viele Studien haben gezeigt, dass die Transplantation von neuralen Vorläuferzellen, sogenannten neural progenitor cells (NPCs), in die Verletzungsstelle, unterschiedliche Typen von neuen Nervenzellen hervorrufen kann. Diese fügen sich über synaptische Verbindungen in das verletzte Nervensystem ein. Das macht diese Zellen zu attraktiven Kandidaten, um die motorischen Nervennetzwerke wiederherzustellen.
Trotz dieser Erkenntnisse gab es bisher bei der Wiederherstellung von motorischen Funktionen in experimentellen Studien noch keinen durchschlagenden Erfolg.
Um Zelltransplantate zu entwickeln, die verlässlich und erfolgreich Lokomotion wiederherstellen, ist es notwendig die Mechanismen zu verstehen, die es den transplantierten Zellen ermöglichen, Einfluss auf die Motorfunktion zu nehmen.
Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass spezifische Unterformen der eingesetzten Nervenzellen die Fähigkeit besitzen, neue Verbindungen mit Lokomotionsnetzwerken zu schaffen und die Erholung der Beinbewegung fördern. Die Wissenschaftler wollen dies über zwei konkrete Ziele in einem präklinischen Modell verfolgen:
Zunächst möchten sie die Typen der transplantierten Nervenzellen charakterisieren, die neue synaptischen Verbindungen mit motorischen Netzwerken eingehen. Dann möchten sie die Aktivität der transplantierten Zellen beeinflussen, um herauszufinden, welche transplantierten Zellen in der Lage sind, einen positiven Einfluss auf die Erholung der Beinfunktion zu nehmen.
Die Ergebnisse dieses Projektes sollen neue wesentlichen Erkenntnisse über die Kapazität spezifischer Subtypen von transplantierten Nervenzellen zu Tage bringen. 
Die Ergebnisse sollen die Forschung einen wichtigen Schritt nach vorne bringen, um eine optimierte Stammzelltransplantationstherapie für den Menschen zu entwickeln und damit die bestmöglichste funktionelle Erholung zu erreichen.
Es könnte ein neues Fundament an biologischem Wissen schaffen, das zu einer besseren Effizienz im Rahmen von klinischen Studien führen kann.