Erforschung der Funktionen von Histon-Demethylasen in myelinisierenden Zellen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Claire Jacob
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Entwicklungsneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 538088008

Das periphere und das zentrale Nervensystem (PNS bzw. ZNS) bestehen aus Neuronen, die Informationen in Form von elektrischen Signalen weiterleiten, und aus Gliazellen, die vielfältige Aufgaben bei der Unterstützung der neuronalen Funktionen haben. In diesem Projekt interessieren wir uns besonders für die Funktionen der myelinisierenden Gliazellen, die eine dicke, lipidreiche Myelinscheide um den axonalen Teil der Neuronen bilden, um die Axone zu isolieren, sie vor der äußeren Umgebung zu schützen und eine schnelle Weiterleitung der elektrischen Signale entlang der Axone zu ermöglichen. Es gibt zwei Arten von myelinisierenden Zellen: Schwann-Zellen im PNS und Oligodendrozyten im ZNS. Im Falle einer Verletzung haben Schwann-Zellen die Fähigkeit, ihre Identität zu ändern, ihr Myelin zu verlieren und sich in eine Reparaturzelle zu verwandeln, die die axonale Regeneration anregt und das Nachwachsen der Axone zu ihrem früheren Ziel leitet. Sobald die Axone nachgewachsen sind, bauen die Schwann-Zellen eine Myelinscheide um die regenerierten Axone auf. Im ZNS haben myelinisierende Oligodendrozyten nicht die Fähigkeit, sich in Reparaturzellen umzuwandeln und können das axonale Nachwachsen nicht stimulieren. Darüber hinaus enthält ihr Myelin Proteine, die negative Signale für das axonale Nachwachsen aussenden und so die Regeneration verhindern. Es gibt jedoch einige Fälle, in denen ZNS-Läsionen nur demyelinisierend sind: Sie führen zum Absterben der Oligodendrozyten, lassen aber die Axone intakt. Diese Art von Läsion tritt im Verlauf einer degenerativen ZNS-Erkrankung namens Multiple Sklerose auf. In diesem Fall kann es zu einer Remyelinisierung kommen, aber die Effizienz dieses Prozesses ist begrenzt, da er zu Beginn der Krankheit effizient ist und mit dem Fortschreiten der Krankheit und mit dem Alter des Patienten ineffizient wird. Multiple Sklerose ist die häufigste degenerative Erkrankung des ZNS, und es gibt derzeit kein Heilmittel. Im PNS sind die axonale Regeneration und Remyelinisierung nach einer Läsion ebenfalls altersabhängig und werden bei älteren Menschen weniger effizient. Daher ist es von größter Bedeutung, Behandlungen zur Verbesserung der axonalen Regeneration und Remyelinisierung zu finden. Unsere Arbeit zeigt, dass eine Art von Proteinen, die so genannten Chromatinumwandlungsenzyme, die die Aktivierung unserer Gene steuern können, dazu verwendet werden könnten, die Effizienz der Regeneration nach einer Läsion zu erhöhen. Im Rahmen dieses Projekts wird die Beteiligung ausgewählter Chromatinumwandlungsenzyme, so genannter Histondemethylasen, an der Entwicklung von Schwann-Zellen und Oligodendrozyten sowie am Regenerationsprozess des PNS und des ZNS nach einer traumatischen Läsion im PNS oder nach einer demyelinisierenden Läsion im ZNS untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen