Frank Edenhofer und Sébastien Couillard-Després, Leopold-Franzens-Universität, Innsbruck, Österreich

Kombinationsansatz zur Erhaltung und Wiederherstellung neuraler Netzwerke

Gefördert in: 2021, 2022, 2023


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Problem: Eine erfolgreiche Therapie ist abhängig von der Entwicklung von Kombinationsansätzen
Ansatzpunkt: Kombination zweier innovativer präklinischer Technologien
Zielsetzung: Basis für eine zukünftige Therapie der Querschnittslähmung schaffen

Fortschritt auf dem Forschungsfeld der traumatischen Querschnittslähmung hängt entscheidend von der Entwicklung von Kombinationsansätzen ab. Diese sind sowohl in der akuten als auch in der chronischen Phase zielführend. Um dies zu erreichen, arbeiten Forscher in einem österreichischen Kollaborationsprojekt eng zusammen. Sie möchten eine neuartige klinische Strategie entwerfen, die auf zwei innovativen prä-klinischen Technologien beruht:

i)              Behandlung mit extrazellulären Vesikeln in der Akutphase, um Entzündung und Narbenbildung zu vermindern

ii)             Transplantation induzierter neuraler Stammzellen (iNSCs) während der chronischen Phase, um neuronale Verbindungen zu erneuern und langfristig Funktionen bei Motorik und Sensibilität zu verbessern

Ein Hauptziel der Weiterentwicklung regenerativer Therapien bei Querschnittslähmung ist die Wiederherstellung neuronaler Verbindungen. Stammzellen aus dem Nervensystem würden eine ideale Quelle darstellen, um Zellen zu ersetzen. Allerdings ist die Beschaffung solcher geeigneten Zellen beim erwachsenen Patienten stark begrenzt. Zur Lösung dieses Problems verwenden die Neurowissenschaftler eine neuartige, sichere und autologe zelluläre Quelle für die Transplantation in der chronischen Phase. Dabei greifen sie auf Patienten-spezifische, induzierte neurale Stammzellen zurück.

Die Forscher wollen eine therapeutische Strategie schrittweise mit Hilfe eines Rattenmodells für traumatische Querschnittslähmung entwerfen. In einem ersten Schritt möchten sie wiederholt extrazelluläre Vesikel nahe an die Verletzungsstelle direkt nach dem Trauma bringen. Im Anschluss sollen diese Vesikel noch über sieben Tage in die Blutbahn gegeben werden. Dadurch erhoffen sich die Arbeitsgruppe eine Verminderung der Narbenbildung. Es soll zudem ein passenderes Umgebungsmilieu für eine anschließende zelluläre Behandlung geschaffen werden. In einem zweiten Schritt, 30 Tage nach dem Trauma, transplantieren die Wissenschaftler menschliche, induzierte neurale Stammzellen in die Verletzungsstelle. Um die synergistischen Effekte beider Therapieansätze zu analysieren, überwachen sie kontinuierlich die funktionellen Verbesserungen in Verhaltenstests bis zu sechs Monate nach Transplantation.

Es werden die Expression von Markern als auch das genomweite Transkriptionsprofil der transplantierten Zellen ausgewertet. Hiervon versprechen sich die Forscher tiefe Einblicke in die Bestimmung von transplantierten, induzierten neuralen Stammzellen und die möglichen Bildung eines regenerativen Umgebungsmilieus. Das Projekt möchte den Grundstein für eine zukünftige Therapie der chronischen Querschnittslähmung legen.