Forschungsgruppe Yves-Alain Barde

Welche molekularen Mechanismen liegen der Ausbildung des Nervensystems zugrunde?

Das Verständnis, wie zelluläre und molekulare Prozesse die Entwicklung von Nervenzellen steuern, kann wertvolle Hinweise auf die Ursache von Erkrankungen des Nervensystems liefern.

Humane Nervenzellen differenziert aus embryonalen Stammzellen.

Das Nervensystem besteht aus Nervenzellen, die bereits in einem frühen Stadium ihrer Entwicklung aufhören sich zu teilen. Dies ist ein wesentlicher Grund dafür, dass das Nervensystem nach einer Schädigung zum Beispiel nach einem Unfall oder wegen einer neurodegenerativen Erkrankung, kaum regenerieren kann.

Wachstumsfaktoren

Unsere Gruppe beschäftigt sich mit Wachstumsfaktoren, die Nervenzellen während der Entwicklung am Überleben halten und deren Funktion auch nach Läsionen unterstützen. Diese Faktoren kommen im Nervensystem in sehr geringen Mengen vor. Ein wesentliches Ziel unserer Arbeit ist es, die Wirkungsmechanismen der Wachstumsfaktoren so weit zu verstehen, dass deren Effekte mit kleinen, definierten Substanzen nachgeahmt werden können.

Stammzellen

Wachstumsfaktoren binden an Rezeptoren, die auf Nervenzellen lokalisiert sind. Da sich diese Zellen nicht mehr teilen, hat unsere Gruppe eine neuartige Untersuchungsmethode entwickelt, die auf embryonalen Stammzellen basiert. Diese Zellen haben zum einen den Vorteil, dass sie sich im undifferenzierten Zustand unbegrenzt teilen. Zum anderen lassen sich Stammzellen gezielt zu solchen Nervenzellen ausdifferenzieren, wie sie im Gehirn vorkommen. Darüber hinaus kann das Erbgut von embryonalen Stammzellen spezifisch verändert und so die Wirkungsweise von Rezeptoren für Wachstumsfaktoren untersucht werden. Mit menschlichen Stammzellen können ausserdem humane Nervenzellen mit genetischen Defekten untersucht werden.

Wachstumsfaktoren und Erkrankungen des Nervensystems

Wachstumsfaktoren standen lange Zeit allein im Fokus der entwicklungsbiologischen Grundlagenforschung. Inzwischen gibt es eine Reihe von Krankheiten des Nervensystems bei denen Wachstumsfaktoren eine wichtige Rolle spielen. Das Spektrum reicht von der Regulation der Nahrungsaufnahme bis hin zu Depression, Gedächtnisverlust und neurodegenerativen Erkrankungen. Das macht Wachstumsfaktoren biomedizinisch zunehmend interessanter.