paper place Neurologie

Erstmaliger Nachweis eines lokalen Biomarkers zur Vorhersage schwerer Schlaganfallverläufe

Ein interdisziplinäres Team aus Neuroradiologie und Neurologie identifiziert das Enzym MMP-9 direkt in Blutgefäßen des betroffenen Hirnareals als entscheidenden Biomarker für schwerste Schlaganfallverläufe nach mechanischer Gerinnselentfernung, noch bevor therapeutische Schritte erfolgen.

Das Forscher-Team im Labor
An der Studie beteiligte Forscher am Fluoreszenzmikroskop mit aktiven MMP-9 positiven Entzündungszellen aus einem betroffenen Hirngefäß (v.l.n.r.): Alexander Kollikowski, Michael Schuhmann, Guido Stoll und Mirko Pham. © Vivian Vogt
MMP-9-expressierende Zellen unterm Fluoreszenzmikroskop
Erstmalige Beobachtung stark MMP-9-expressierender neutrophiler Granulozyten aus einer betroffenen Hirnregion bei hyperakutem ischämischem Schlaganfall. © Alexander Kollikowski

 

Alexander M. Kollikowski, Mirko Pham, Alexander G. März, Jörn Feick, Marius L. Vogt, Yanyan Xiong, Marc Strinitz, Christoph Vollmuth, Fabian Essig, Hermann Neugebauer, Karl Georg Haeusler, Christian Hametner, Lena Zimmermann, Guido Stoll, Michael K. Schuhmann. MMP-9 release into collateral blood vessels before endovascular thrombectomy to assess the risk of major intracerebral haemorrhages and poor outcome for acute ischaemic stroke: a proof-of-concept study. eBioMedicine, Volume 103 (2024). doi:10.1016/j.ebiom.2024.105095 

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Das Forscher-Team im Labor
An der Studie beteiligte Forscher am Fluoreszenzmikroskop mit aktiven MMP-9 positiven Entzündungszellen aus einem betroffenen Hirngefäß (v.l.n.r.): Alexander Kollikowski, Michael Schuhmann, Guido Stoll und Mirko Pham. © Vivian Vogt
MMP-9-expressierende Zellen unterm Fluoreszenzmikroskop
Erstmalige Beobachtung stark MMP-9-expressierender neutrophiler Granulozyten aus einer betroffenen Hirnregion bei hyperakutem ischämischem Schlaganfall. © Alexander Kollikowski
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Morbus Fabry: Von Hautzellen über Stammzellen zu Nervenzellen

Nurcan Üçeyler und ihrem Team ist es erstmals gelungen, aus Hautzellen von Patientinnen und Patienten mit Morbus Fabry Stammzellen herzustellen und diese in sensible Nervenzellen umzuwandeln.

Die Abbildung zeigt die für Morbus Fabry charakteristischen Sphingolipidablagerungen in patienteneigenen Stammzellen und Nervenzellen. Die Ablagerungen wurden mit Hilfe eines Farbstoff-gekoppelten Toxins (STxB, Shiga-Toxin B Untereinheit, grün) sichtbar gemacht, das spezifisch an ein Sphingolipid bindet. In den Stammzellen konnten die Ablagerungen innerhalb der Lysosomen (LAMP1, Lysosom-assoziiertes Membranprotein 1, magenta) nachgewiesen werden. Auch in den Nervenzellen, die aus den Stammzellen generiert und mit Hilfe eines neuronalen Markers sichtbar gemacht wurden (Tuj1, beta-III-Tubulin, magenta), konnten die akkumulierten Sphingolipide nachgewiesen werden. Im Vergleich dazu sind sowohl Stammzellen als auch Neurone einer gesunden Kontrolle frei von Ablagerungen. Zur Darstellung der Zellkerne wurden NucO (Nuclear Orange, blau) und DAPI (4′,6-Diamidin-2-Phenylindol, blau) verwendet. Die Balken entsprechen 1 µm bei Stammzellen und 25 µm bei Neuronen. © Thomas Klein / UKW
Dr. Julia Grüner (links) und Prof. Dr. Nurcan Üçeyler haben für ihre Forschung aus Hautzellen von Patientinnen und Patienten mit Morbus Fabry Stammzellen hergestellt und diese in sensible Nervenzellen umgewandelt. © UKW

Mit diesen patienteneigenen Nervenzellen konnten die Forschenden neue molekulare und funktionelle Erkenntnisse gewinnen, die Hinweise auf Mechanismen geben, welche zu den für die Stoffwechselerkrankung typischen Schmerzen und Gefühlsstörungen beitragen.

 

Thomas Klein, Julia Grüner, Maximilian Breyer, Jan Schlegel, Nicole Michelle Schottmann, Lukas Hofmann, Kevin Gauss, Rebecca Mease, Christoph Erbacher, Laura Finke, Alexandra Klein, Katharina Klug, Franziska Karl-Schöller, Bettina Vignolo, Sebastian Reinhard, Tamara Schneider, Katharina Günther, Julian Fink, Jan Dudek, Christoph Maack, Eva Klopocki, Jürgen Seibel, Frank Edenhofer, Erhard Wischmeyer, Markus Sauer, Nurcan Üçeyler. Small fibre neuropathy in Fabry disease: a human-derived neuronal in vitro disease model and pilot data. Brain Communications, Volume 6, Issue 2 (2024). doi:10.1093/braincomms/fcae095 

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Die Abbildung zeigt die für Morbus Fabry charakteristischen Sphingolipidablagerungen in patienteneigenen Stammzellen und Nervenzellen. Die Ablagerungen wurden mit Hilfe eines Farbstoff-gekoppelten Toxins (STxB, Shiga-Toxin B Untereinheit, grün) sichtbar gemacht, das spezifisch an ein Sphingolipid bindet. In den Stammzellen konnten die Ablagerungen innerhalb der Lysosomen (LAMP1, Lysosom-assoziiertes Membranprotein 1, magenta) nachgewiesen werden. Auch in den Nervenzellen, die aus den Stammzellen generiert und mit Hilfe eines neuronalen Markers sichtbar gemacht wurden (Tuj1, beta-III-Tubulin, magenta), konnten die akkumulierten Sphingolipide nachgewiesen werden. Im Vergleich dazu sind sowohl Stammzellen als auch Neurone einer gesunden Kontrolle frei von Ablagerungen. Zur Darstellung der Zellkerne wurden NucO (Nuclear Orange, blau) und DAPI (4′,6-Diamidin-2-Phenylindol, blau) verwendet. Die Balken entsprechen 1 µm bei Stammzellen und 25 µm bei Neuronen. © Thomas Klein / UKW
Dr. Julia Grüner (links) und Prof. Dr. Nurcan Üçeyler haben für ihre Forschung aus Hautzellen von Patientinnen und Patienten mit Morbus Fabry Stammzellen hergestellt und diese in sensible Nervenzellen umgewandelt. © UKW
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Kommunikation zwischen Hirn und Darm ist keine Einbahnstraße

Eine neue Erkenntnis in der ebenso komplexen wie faszinierenden Welt der Darm-Hirn-Achse hat Juniorprofessorin Rhonda McFleder in Nature Communications veröffentlicht.

Mikroskopische Aufnahmen von Zellen im Darm (oben) und Gehirn (unten) einer Maus mit Parkinson; aSyn (magenta), CD11c+ Makrophagen (grün), TH+ Neuronen (gelb), und Nuklei (blau). © UKW

Die Neurobiologin erforscht gemeinsam mit Chi Wang Ip die Rolle des Immunsystems bei der Parkinson-Erkrankung und zeigt in dieser Studie mit einem interdisziplinären Team, wie Zellen vom Gehirn in den Darm wandern und so die Ausbreitung neurologischer Erkrankungen wie Parkinson vermitteln. 

 

Rhonda L. McFleder, Anastasiia Makhotkina, Janos Groh, Ursula Keber, Fabian Imdahl, Josefina Peña Mosca, Alina Peteranderl, Jingjing Wu, Sawako Tabuchi, Jan Hoffmann, Ann-Kathrin Karl, Axel Pagenstecher, Jörg Vogel, Andreas Beilhack, James B. Koprich, Jonathan M. Brotchie, Antoine-Emmanuel Saliba, Jens Volkmann & Chi Wang Ip. Brain-to-gut trafficking of alpha-synuclein by CD11c+ cells in a mouse model of Parkinson’s disease. Nat Commun 14, 7529 (2023). doi:10.1038/s41467-023-43224-z 

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Mikroskopische Aufnahmen von Zellen im Darm (oben) und Gehirn (unten) einer Maus mit Parkinson; aSyn (magenta), CD11c+ Makrophagen (grün), TH+ Neuronen (gelb), und Nuklei (blau). © UKW
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