Das Magazin - Ausgabe 03 - Systembiologie

Helmholtz Zentrum München klärt molekularen
Mechanismus der Bildung von neuronalen
Verschaltungen auf
Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München haben herausgefunden,
wie sensorische und motorische Fasern bei der
Nervenbildung der Gliedmaßen interagieren: Beide Typen
von Nervenfasern können diesen Prozess anführen. Damit
leisten die Forscher einen wichtigen Beitrag zum Verständnis
der Entstehung neuronaler Netzwerke während der Embryonalentwicklung
und finden einen neuen Erklärungsansatz
für neurodegenerative Störungen.
Bei der Nervenbildung in den Gliedmaßen wirken während der
Embryonalentwicklung sensorische und motorische Nervenfasern
zusammen. Das Team um Dr. Andrea Huber Brösamle hat
nun herausgefunden, wie diese Zusammenarbeit auf molekularer
Ebene funktioniert: der Oberflächenrezeptor Neuropilin-1
ist sowohl in motorischen und sensorischen Nervenfasern vorhanden
und kontrolliert deren Interaktion zum richtig gesteuerten
Wachstum.
Original-Publikation: Huettl R.E. et al. (2011). PLoS Biol 9(2):
e1001020. doi:10.1371/journal.pbio.1001020
Quelle: Helmholtz Zentrum München
Dritte Dimension in gezielter Zellkultivierung realisiert
CFN-Wissenschaftler entwickeln ein Zweikomponenten-Polymergerüst
für die kontrollierte drei-dimensionale Zellkultur.
Forschern des DFG-Centrums für Funktionelle Nanostrukturen
(CFN) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen,
gezielt Zellen auf dreidimensionalen Strukturen zu
kultivieren. Das Faszinierende daran ist, dass den Zellen Mikrometer-kleine
„Griffe“ am Gerüst angeboten werden, an denen
sie anhaften können - und zwar nur an diesen Punkten - am
restlichen Gerüst finden sie keinerlei Halt.
Mit diesen Ergebnissen ist dem Team um Professor Martin
Bastmeyer ein großer Fortschritt im Bereich des Biomaterial-
Engineerings gelungen, da die Haftung und somit die Form einer
Zelle erstmalig präzise in 3D beeinflusst werden konnte. Mit
dieser Technik lassen sich Parameter wie Zellform, Zellvolumen,
intrazelluläre Kraftentwicklung oder zelluläre Differenzierung
systematisch in Abhängigkeit von der äußeren Geometrie der
Umgebung bestimmen.
In der Studie wurde beobachtet, dass sowohl motorische als auch
sensorische Fasern die Führung übernehmen können, wenn es
darum geht, die Spinalnerven von Armen und Beinen zu bilden.
Diese Erkenntnis überraschte insofern, als bisher angenommen
wurde, dass motorische Nerven stets den korrekten Weg festlegen.
Zugleich schaffen sie ein Modell, um strukturelle Anpassungen
nach Traumata und bei neurodegenerativen Erkrankungen
des Menschen verstehen zu können: „Herauszufinden, inwieweit
Neuropilin-1 auch die Nervenfaserbildung im Gehirn beeinflusst,
ist unser nächstes Ziel“, so Huber Brösamle.
Zelle im Zweikomponenten-Polymergerüst (Bild: CFN).
Diese Erkenntnisse sind sehr nützlich, um später gezielt dreidimensionale
Wachstumsumgebungen für Gewebekulturen, die
beispielsweise in der regenerativen Medizin benötigt werden, in
größerem Maßstab herzustellen. Die Ergebnisse sind ein wichtiger
Schritt zum allgemeinen Verständnis, wie die natürliche
dreidimensionale Umgebung im Gewebe das Verhalten von Zellen
beeinflusst.
Weitere Informationen finden Sie unter:
www.kit.edu/besuchen/pi_2011_6187.php
Quelle: Pressemitteilung KIT Karlsruhe
www.systembiologie.de News 103