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Alterung der Skelettmuskulatur und neuromuskuläre Erkrankungen

Das Verständnis der molekularen Mechanismen, die die Struktur und Funktion der Skelettmuskulatur aufrechterhalten, ist entscheidend für die Entwicklung von Strategien zur Behandlung des altersbedingten Muskelabbaus sowie von neuromuskulären Erkrankungen.

Muskelalterung
Sarkopenie ist der altersbedingte Verlust von Muskelmasse und -funktion. Sie hat einen negativen Einfluss auf die Gesundheitsspanne und ist entscheidend für die Gebrechlichkeit der älteren Bevölkerung in den Industrieländern. Um die Mechanismen der Muskelalterung zu verstehen, untersuchen wir die Sarkopenie in normalen und genetisch veränderten Mäusen.

Ein Schwerpunkt dieser Forschung ist das Studium der neuromuskulären Synapse. Dies ist die Kontaktstelle, an der Nervenzellen die Kontraktion der Muskelfasern kontrollieren. Die Stabilität der neuromuskulären Synapse ist für das gesunde Altern der Muskulatur von grosser Bedeutung. Mit Hilfe modernster Techniken untersuchen wir die räumliche und zeitliche Steuerung regulatorischer Netzwerke, die an der Muskelalterung beteiligt sind. Um herauszufinden, welchen Einfluss die identifizierten regulatorischen Netzwerke haben, verwenden wir das CRISPR/Cas9-System und verändern diese Netzwerke in bestimmten Zellen des Körpers.

Neuromuskuläre Erkrankungen
Damit Muskelfasern bei der Kontraktionen nicht geschädigt werden, sind sie mit einem äusseren, aus Strukturproteinen bestehenden Zellskelett verankert. Mutationen, die zum Verlust der Strukturproteine führen, sind die häufigste Ursache für Muskeldystrophien. Diese neuromuskulären Erkrankungen gehen mit Muskelschwund sowie Mobilitätsverlust einher und enden meist tödlich. Die Wiederherstellung der Stabilität der Skelettmuskulatur ist der Schlüssel zur Behandlung solcher Krankheiten.

Mit einer von uns entwickelten Strategie können wir im Mausmodell für eine schwere, früh auftretende Muskeldystrophie dem Verlust des Strukturproteins Laminin-α2 entgegenwirken. Dazu benutzen wir zwei Verbindungsproteine, die den Laminin-α2-Verlust ausgleichen und die Muskelfasern stabilisieren. Derzeit untersuchen wir, ob diese Proteine alle Funktionen wiederherstellen können und in welchem Stadium der Krankheit sie Ihre Wirkung erzielen. Dank jüngster Fortschritte in der Gentherapie hoffen wir, dass diese potenzielle Therapie zukünftig einmal zum Nutzen der Patienten eingesetzt werden kann.

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