Marburger Forschende haben die Kommunikation beim Gef\u00e4\u00dfwachstum entschl\u00fcsselt. Das hat die Philipps-Universit\u00e4t am Montag (8. Juli) gemeldet.
\num Julian Malchow und Prof. Dr. Christian Helker vom Fachbereich Biologie der Philipps-Universit\u00e4t haben einen neuen Signalweg entdeckt, mit dessen Hilfe Nervenzellen im zentralen Nervensystem mit Blutgef\u00e4\u00dfen kommunizieren. Diese Kommunikation ist entscheidend f\u00fcr gesundes Gewebe- und Organwachstum. Die Ergebnisse sind auch au\u00dferhalb des zentralen Nervensystems interessant f\u00fcr Therapien – nach Herzinfarkten oder bei Krebserkrankungen, bei denen aufzubauende oder zu eliminierende Gef\u00e4\u00dfe entscheidend sind. Die Forschenden berichten \u00fcber ihre Experimente im Fachmagazin „Science Advances“.
\n„Die Forschung zeigt, dass Zellen nicht isoliert voneinander zu betrachten sind, sondern in komplexen Netzwerken im Gewebe miteinander kommunizieren“, erl\u00e4uterte Uni-Vizepr\u00e4sident Prof. Dr. Gert Bange. „In diesem Fall wird das Wachstum von Blutgef\u00e4\u00dfen entscheidend von der Kommunikation mit den Nervenzellen gepr\u00e4gt. Ergebnisse und Publikation unterstreichen die herausragende Forschungst\u00e4tigkeit in unserem universit\u00e4ren Profilbereich ,Geist, Gehirn und Verhalten.“
\nWissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben die Vorstellung l\u00e4ngst widerlegt, wonach Blutgef\u00e4\u00dfe schlicht R\u00f6hren gleichen, die Sauerstoff und N\u00e4hrstoffe transportieren. Vielmehr sind sie Teil eines umfangreichen Signalnetzwerks im Gewebe und zwischen Organen. In ihren Experimenten haben die Forschenden insbesondere untersucht, wie Nervenzellen den Signalstoff „Apelin“ produzieren, der das Wachstum von Blutgef\u00e4\u00dfen steuert.
\nDie Gef\u00e4\u00dfe sprie\u00dfen aus und wandern dann Richtung Nervenzelle. Damit das gelingt, verf\u00fcgen die Gef\u00e4\u00dfzellen \u00fcber bestimmte Rezeptoren auf ihrer Zellmembran. Diese f\u00fcr Apelin spezifischen Rezeptoren geh\u00f6ren in eine gro\u00dfe Rezeptorenklasse namens „G-Protein-gekoppelte Rezeptoren“ (GPCR), die zur erfolgreichsten Klasse medikament\u00f6ser Ziele im menschlichen Genom z\u00e4hlen und in der Medizinforschung gut bekannt sind.
\nAls Modellsystem betrachten die Forschenden Larven des Zebrafischs. „Die eignen sich gut f\u00fcr die Forschung an Organen und Zellen, da sich die Organe schnell entwickeln und viele Entwicklungsschritte dem Menschen \u00e4hnlich –
\nwenn nicht gar identisch – sind“, sagte Helker. Unter dem Laserscanning-Mikroskop k\u00f6nnen die Forschenden das Wachstum von Gef\u00e4\u00dfen ins sogenannte Neuralrohr (das sich zum Zentralen Nervensystem entwickelt) en detail beobachten.
\n„Wir sehen live, wie die Signale in den Zellen eingeschaltet werden und die Zelle auf das Signal reagiert“, berichtete Helker. Dazu m\u00fcssen die Forschenden bestimmte Bestandteile in den Zellen genetisch und farblich markieren. Sie sprechen von sogenannten „Biosensoren“, die dann rot, gr\u00fcn oder gelb aufleuchten, wann immer ein Signalweg in der Zelle angeschaltet wird. „Wir k\u00f6nnen am Monitor verfolgen, wie die Gef\u00e4\u00dfe in das Neuralrohr einwandern und welche Signalwege daf\u00fcr erforderlich sind“, erl\u00e4uterte Helker.
\nMit gentechnischen Methoden k\u00f6nnen die Biologen die Signalwege manipulieren. Ist beispielsweise ein Rezeptor defekt oder blockiert, so kommt das Wachstum ins Stocken. „Wenn ein Schritt fehlt, geht alles schief“, kommentierte Helker. F\u00fcr die therapeutische Anwendung bedeutet das, dass sich \u00fcber das Verst\u00e4ndnis der Signalwege des Gef\u00e4\u00df-Organ-Wachstums Erkrankungen wom\u00f6glich beeinflussen lassen.
\nIst Gewebe etwa nach einem Herzinfarkt gesch\u00e4digt, so k\u00f6nnte medikament\u00f6s der Neuaufbau unterst\u00fctzt werden. Im sogenannten „Tissue Engineering“, bei dem Ersatzgewebe oder -organe im Labor gez\u00fcchtet werden, w\u00e4re das Einleiten und Steuern von Gef\u00e4\u00dfwachstum ein wichtiger Schritt nach vorn. Andererseits ist es bei der Tumortherapie w\u00fcnschenswert, die Gef\u00e4\u00dfbildung zum Tumor zu st\u00f6ren, etwa indem Signalkaskaden unterbunden werden. „Das grundlegende Verst\u00e4ndnis der Kommunikation zwischen Gef\u00e4\u00dfen und Organen gibt uns viele Ansatzpunkte und Ideen f\u00fcr therapeutische Interventionen“, erkl\u00e4rte Helker.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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