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Pd 1, 2

 

 

 

Projekt: Verbesserung von Differenzierung und Überlebensrate transplantierter dopaminerger Neurone mittels sezernierter neurotropher Faktoren (EU, MWK-Niedersachsen für Prof. Dr. Claudia Grothe)

 

Morbus Parkinson ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch den progredienten Verlust dopaminerger Neurone in der Pars compacta der Substantia nigra charakterisiert ist und durch schwere motorische Defekte evident wird. Eine mögliche Behandlungsstrategie stellt die Transplantation von dopaminergen Neuronen ins Striatum der Patienten dar. Durch neurotrophe Faktoren kann die Qualität der Transplantate verbessert werden. Des Weiteren regulieren einige sezernierte Faktoren wie z.B. FGF8b, SHH, WNT1 die dopaminerge Neurogenese bereits während der Embryogenese.

In unserer Gruppe wird die Differenzierung von neuronalen Vorläuferzellen (isoliert aus Rattenembryonen) zu dopaminergen Neuronen zunächst in vitro untersucht. Die gentechnische Modifikation dieser Zellen mittels Transfektion bzw. Nukleofektion von geeigneten Expressionsplasmiden (Cesnulevicius et al. 2006 Stem Cell 24: 2776), bietet die Möglichkeit den Einfluss einzelner aber auch mehrerer neurotropher Faktoren zu untersuchen. Die Expressionsstärke dieser Faktoren, in der Abbildung am Beispiel des enhanced green fluorescent protein (EGFP) demonstriert, konnte durch einen anderen Promotor sowohl in vitro als auch in vivo verbessert werden.

Mit einem ähnlichen Ansatz, Co-Transplantation von FGF2 transfizierten Schwann-Zellen und dopaminergen Neuronen konnte bereits eine verbesserte Funktionalität der Transplantate in vivo nachgewiesen werden (Timmer et al. 2004 Exp. Neurol. 187: 118). Für solche Untersuchungen verwenden wir ein Tiermodell des Morbus Parkinson, genauer das unilateral 6-OHDA läsionierte Rattenmodel (Timmer et al. 2006 Neurobiol. Dis. 21: 587).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Projekt: Bedeutung des FGF Systems für die Entwicklung dopaminerger Neurone im Mittelhirn
(DFG für Prof. Dr. Claudia Grothe)

 

Bei Untersuchungen von adulten Mausmutanten des Fibroblasten-Wachstumsfaktors 2 (FGF2) und FGF-Rezeptor 3 (FGFR3) konnten Unterschiede im Volumen der Substantia nigra und der Zellzahl dopaminerger Neurone aufgezeigt werden (Timmer et al. 2007 J. Neurosci. 27: 459). In Fortführung dieser Arbeit wird die Entwicklung der Substantia nigra von embryonalen Stadien (E14) über Neugeborene (P0) hin zu postnatalen Stadien mit verschiedenen Ansätzen untersucht.

Zum einen wird die Substantia nigra morphometrisch evaluiert. Dabei werden an seriellen Hirnschnitten Tyrosinhydroxylase (TH) immunreaktive Neurone quantitativ erfasst. Unterstützt wird die Analyse der Mausmutanten durch verschiedene molekularbiologische Techniken, wie quantitative RT-PCR, in-situ Hybridisierung und Western Blot.

Zum anderen werden die verschiedenen Mausmutanten in einem Zellkulturmodell des ventralen Mittelhirns vergleichend untersucht. Neben FGF2 nehmen auch weitere FGFs (z.B. FGF8b) einen Einfluss auf die dopaminerge Differenzierung (zusammengefasst in Grothe und Timmer 2007 Brain Res. Rev. 54: 80). Durch Zugabe von Wachstumsfaktoren (als rekombinantes Protein oder durch Transfektion mit geeigneten Expressionsplasmiden) wird deren Bedeutung auf die dopaminerge Differenzierung in vitro untersucht.

 

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