- Eibsee-Meeting „Cellular Mechanisms of Neurodegeneration“
Autorin: Lis de Weerd, Doktorandin im Labor von Prof. Christian Haass und Stipendiatin der Hans und Ilse Breuer Stiftung
Warum gehen unsere Gehirnzellen kaputt, wenn ein Mensch an Demenz erkrankt? Und was passiert im Inneren dieser Zellen, wenn das passiert? Diese Fragen stehen im Mittelpunkt des Eibsee-Meetings, einer jährlich stattfindenden Konferenz, die von Prof. Christian Haass (DZNE und LMU München) organisiert wird und bei der renommierte Wissenschaftler aus dem Bereich der Neurodegeneration ihre neuesten Forschungsergebnisse austauschen und diskutieren.
Die 21. Auflage des Eibsee-Treffens fand vom 6. bis 8. Dezember wie immer im Eibsee-Hotel in Grainau statt, das direkt am wunderschönen Eibsee und inmitten der bayerischen Alpen liegt. Der starke Schneefall am Wochenende zuvor machte die Anreise mit dem Zug zu einer Herausforderung, aber dank der harten Arbeit des Organisationskomitees schafften es alle geladenen Gäste rechtzeitig zur herzlichen Begrüßung durch Prof. Haass am Nachmittag, um das Programm zu eröffnen.
Das Eibsee-Treffen bietet ein vielfältiges Programm mit einem informellen wissenschaftlichen Spaziergang um den See, Hauptvorträgen, Vorträgen, Flash Talks und einer Poster-Ssession. Neu in diesem Jahr waren die beiden Keynote-Vorträge für Nachwuchsforscher, die neuen Gruppenleitern die Möglichkeit gaben, ihre aktuelle Arbeit und ihre Zukunftspläne vorzustellen. Im Folgenden möchte ich Ihnen einige der Höhepunkte der diesjährigen Tagung vorstellen.
Trampen im Inneren eines Neurons
Trampen ist eine Art des Reisens, bei der man zufällig von Leuten mitgenommen wird, die in dieselbe Richtung fahren wie man selbst. Das macht es zu einer kostengünstigen Art zu reisen. Die Zellen in unserem Körper haben sich so entwickelt, dass sie so kosteneffizient wie möglich arbeiten, daher ist es vielleicht keine Überraschung, dass das Trampen auch innerhalb einer Gehirnzelle stattfindet. Prof. Michael Ward von den National Institutes of Health (NIH) in Bethesda, USA, hielt den ersten Hauptvortrag darüber, wie Moleküle in Neuronen per Anhalter zu ihrem Ziel gelangen können.
Genauer gesagt erklärte Prof. Ward, wie RNA, ein Molekül, das dabei hilft, genetische Anweisungen von der DNA zu übersetzen, um Proteine in unseren Zellen zu bilden, per Anhalter die langen Nervenenden, Axone genannt, hinunterfährt, wo es in Proteine übersetzt wird. Anstatt in ihr eigenes „Auto“ zu springen (mit Hilfe von Motorproteinen, die viel Energie verbrauchen), fahren die RNA-Moleküle per Anhalter mit den Lysosomen mit, die das Axon hinunterwandern. Lysosomen sind auch als Recycling-Zentren der Zelle bekannt, in denen Proteine abgebaut werden und ihre Bausteine (Aminosäuren) zum Aufbau neuer Proteine verwendet werden können. Werden diese recycelten Aminosäuren also von der RNA verwendet, die per Anhalter neue Proteine im Axon herstellt? Mit Hilfe geschickter Mikroskopie-Techniken konnte Prof. Ward zeigen, dass dies der Fall ist. Das Verständnis dieses Prozesses kann helfen zu verstehen, wie der Verlust funktioneller Lysosomen zu frontotemporaler Demenz (FTD) und amyotropher Lateralsklerose (ALS) führen kann. diesjährigen Tagung.
Die Rolle der unterstützenden Zellen: Mikroglia und Hirngefäße
Neuronen sind nicht die einzigen Gehirnzellen, die bei neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle spielen. Dies wurde von den beiden eingeladenen Hauptrednern, die junge Forscher sind, hervorgehoben: Dr. Xianyuan Xiang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Shenzhen, China, und Dr. Andrew Yang von der University of California (UCSF) in San Francisco, USA.
Xianyuan Xiang gründete ihre eigene Gruppe im Jahr 2021, nachdem sie im Labor von Prof. Christian Haass promoviert und einen kurzen Postdoc-Aufenthalt absolviert hatte, wo sie die Rolle des Risikogens TREM2 bei der Alzheimer-Krankheit untersuchte. TREM2 ist ein Gen, das in Mikroglia, dem wichtigsten Immunzelltyp im Gehirn, exprimiert wird. Mikroglia unterstützen Neuronen, indem sie auf Verletzungen oder Infektionen reagieren und Trümmer wie tote Zellen beseitigen. In ihrem Hauptvortrag stellte Dr. Xiang vor, wie sie in ihrem neuen Labor die vielschichtige Rolle von TREM2 und Mikroglia nicht nur im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit, sondern auch bei Krebs und Schlaganfall erforscht. Frau Xiang ist zudem Gewinnerin des Publikationspreises 2022.
Dr. Andrew Yang, selbsternannter Ingenieur und Neurowissenschaftler, gründete seine Gruppe 2022, nachdem er als Postdoc im Labor von Prof. Tony Wyss-Corey das Gefäßsystem des Gehirns untersucht hatte. Er verglich das Gefäßsystem des Gehirns mit einem Haus des Gehirns, das über einen Thermostat zur Temperaturregelung, eine Tür, für die man einen speziellen Schlüssel benötigt, und Kommunikationsmittel mit dem Rest der Welt wie Wi-Fi verfügt. All diese Funktionen werden auch von den Blutgefäßen im Gehirn erfüllt, die die Temperatur des Gehirns regeln, eine selektive Barriere bilden, die nur bestimmte Moleküle durchlässt, und Moleküle aus anderen Teilen des Körpers zum Gehirn transportieren. Und wenn das Haus beschädigt ist, reicht es möglicherweise nicht aus, das Innere (die Neuronen) zu reparieren, sondern auch das Äußere (die Blutgefäße). Dr. Yang stellte in seinem Hauptvortrag vor, wie er all diese Funktionen der Hirngefäße mit Hilfe verschiedener Forschungsansätze untersucht, um genetische Veränderungen bei der Alterung und bei neurodegenerativen Krankheiten zu erkennen.
Barrieren überwinden
Der zweite Hauptvortrag der Tagung wurde von Dr. Gilbert di Paolo von Denali Therapeutics Inc. in South San Francisco, USA, gehalten. Bei Denali leitet Dr. di Paolo ein Team von Wissenschaftlern, die Strategien entwickelt haben, um Proteine in das Gehirn zu transportieren (mit einem modifizierten Schlüssel, der die Tür in den Blutgefäßen öffnen kann). Er zeigte die therapeutische Anwendung dieser Strategie im Zusammenhang mit FTD, wo in bestimmten Fällen der Mangel an einem Protein namens Progranulin (PGRN) die Hauptursache ist. Mit Hilfe des modifizierten Schlüssels (PTV), der an PGRN (PTV:PGRN) gebunden ist, kann es in das Gehirn gelangen und alle in Mausmodellen beobachteten Phänotypen retten. Das Medikament befindet sich jetzt in der klinischen Erprobung. Dr. di Paolos Vortrag zeigte nicht nur die erfolgreiche Überwindung der Grenzen zwischen Blutgefäßen und Gehirn, sondern auch zwischen akademischer und industrieller Forschung.
Scooter und Proteinfalten
Neurodegenerative Erkrankungen sind häufig durch die Verklumpung von klebrigen Proteinen im Gehirn gekennzeichnet. Bestimmte Krankheiten wie ALS und FTD können dieselben klebrigen Eiweißklumpen aufweisen, aber eine ganz andere Krankheit darstellen. Wie ist das möglich? Um diese Frage zu beantworten, untersucht der letzte Hauptredner der Konferenz, Dr. Benjamin Ryskeldi-Falcon, diese Proteine unter dem Mikroskop mit der höchstmöglichen Auflösung: auf der Ebene der Atome. Zu diesem Zweck entnimmt sein Labor Proteine aus postmortalen menschlichen Gehirnen und legt sie unter ein Mikroskop, das die Proteine mit Elektronen beschießt. Anhand der Art und Weise, wie die Elektronen vom Protein abprallen, kann Dr. Ryskeldi-Falcon die Proteinstruktur sichtbar machen. Und was sieht er? Überraschenderweise hat jede neurodegenerative Krankheit Proteine, die auf unterschiedliche Weise gefaltet sind, was ihnen eine einzigartige Struktur verleiht: ein Protein sieht aus wie ein Roller, während ein anderes einem Chevron-Abzeichen ähnelt. Wenn wir wissen, wie sich diese Strukturen unterscheiden, können wir diese Informationen nutzen, um Medikamente zu entwickeln, die diese spezifischen Faltungen verhindern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die 21. Eibsee-Tagung eine fantastische Gelegenheit für den wissenschaftlichen Austausch bot, bei der Nachwuchsforscher und etablierte Forscher zusammenkamen. Der einzigartige Rahmen ermöglichte zahlreiche Vernetzungsmöglichkeiten, die zur Bildung vieler neuer und spannender wissenschaftlicher Kooperationen führten. Wir danken der Hans und Ilse Breuer Stiftung, SyNergy und dem DZNE für ihre unschätzbare Unterstützung, die diese Konferenz ermöglicht hat.
