Neuroinflammation und Neurodegeneration

Welche Rolle spielen Infektionen und damit einhergehende entzündliche Reaktionen für die Entwicklung oder sogar für die Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen? Wiederholte Infektionen und die nachfolgenden Entzündungen infolge der Immunreaktion, könnten im Gehirn eine Reihe von Prozessen auslösen, die letztlich zu neuronalen Schäden führen. Durch das bessere Verständnis neurodegenerativer Abläufe können rationale Therapieszenarien entwickelt werden, die bessere Therapien und Vorsorgemaßnahmen bei neuronalen Erkrankungen des Zentralnervensystems ermöglichen.

Unsere Forschung

Hippokampus-Schnitt einer transgenen Maus mit grün fluoreszierenden Neuronen.
Bild eines Neurons aus dem Hippokampus. Spines sind die Kontaktstellen mit anderen Neuronen. Sie können in unterschiedlichen Formen (spines-Typen) auftreten.

Hauptmerkmale neurodegenerativer Erkrankungen sind die strukturellen und funktionellen Verluste von Nervenzellen. Dies führt zu verschiedenen neurologischen Dysfunktionen, die auch kognitive Fähigkeiten, wie Lern- und Gedächtnisvorgänge, beeinträchtigen. Lern- und Gedächtnisprozesse werden höchstwahrscheinlich durch aktivitätsabhängige Veränderungen in der Synapsenstärke erreicht, der so genannten synaptischen Plastizität.

Unsere Wissenschaftler untersuchen die synaptische Plastizität im Hippocampus, der Gehirnregion für die Gedächtniskonsolidierung. Synapsen können dabei anhaltend über Stunden oder sogar Tage verstärkt oder abgeschwächt werden, die sogenannte Langzeit-Potenzierung (LTP) oder Langzeit-Depression (LTD). Sie beobachten auch strukturelle Veränderungen der Synapsen bei Lernvorgängen: spines, die Dornenfortsätze an den Dendriten der Nervenzelle, können bei aktivitätsabhängigen funktionellen Veränderungen - Lernvorgängen - nicht nur in ihrer Erscheinung, sondern auch in der Anzahl verändert werden. Dabei können bei positiver Verstärkung (Potenzierung) neue Synapsen wachsen oder nach negativen funktionellen Veränderungen (Depression) schon vorhandene Synapsen verschwinden.

Gemeinsam mit Kooperationspartnern vom Bonner DZNE und dem Universitätsklinikum Magdeburg untersuchen unsere Forscher die funktionelle und strukturelle Plastizität unter folgenden Gesichtspunkten:

  • Wie beeinflussen Entzündungen im ZNS die Funktion von Neuronen und Gliazellen im Gehirn?
  • Sind Infektionen eventuell nicht nur die Konsequenz, sondern auch die Ursache neurodegenerativer Erkrankungen?
  • Wie verändern Entzündungen den Verlauf der Alzheimer Erkrankung?
  • Wie kann die Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen beeinflusst werden?
  • Welche Signalwege und Mechanismen sind in neurodegenerative Krankheiten involviert?