09. Mai 2022

Innovative Ideen in den Lebenswissenschaften Nasales Mikrobiom und Alzheimer, Organoide der Netzhaut: fächerübergreifende Projekte ausgezeichnet

Nasales Mikrobiom und Alzheimer, Organoide der Netzhaut: fächerübergreifende Projekte ausgezeichnet

Der Transdisziplinäre Forschungsbereich „Life and Health“ hat einige seiner Mitglieder mit dem alle zwei Jahre vergebenen internen Forschungspreis belohnt. Bis zu drei Forschende arbeiten gemeinsam an einem Projekt; sie kommen aus den Disziplinen Biologie, Biotechnologie, Ernährungswissenschaften und der Medizin. Gemeinsam gehen die Teams biomedizinischen Fragestellungen nach, die eine nachhaltige Wirkung in die Gesellschaft haben können. Für ihre kreativen und innovativen Ansätze erhalten sie eine Anschubfinanzierung von jeweils 50.000 Euro. Und das sind die spannenden Projekte:

Biotechnologe Prof. Dr. Volker Busskamp und die Immunologin Prof. Dr. Elvira Mass.
Biotechnologe Prof. Dr. Volker Busskamp und die Immunologin Prof. Dr. Elvira Mass. - Eines der beiden Teams, die mit dem Forschungspreis der TRA „Life and Health“ ausgezeichnet wurden. © Volker Lannert
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Organoide der menschlichen Netzhaut

Welche Mechanismen liegen Netzhauterkrankungen zugrunde? Um dieser Frage nachzugehen, entwickeln der Biotechnologe Prof. Dr. Volker Busskamp und die Immunologin Prof. Dr. Elvira Mass in ihrem gemeinsamen Projekt sogenannte Retina-Organoide. Dabei handelt es sich um kleine Stücke von Netzhautgewebe, die aus Stammzellen hergestellt werden und Organen nachgestellt sind. Komplexe Mechanismen wie das Zusammenspiel von Zellen im gesunden und kranken Zustand lassen sich auf diese Weise gut untersuchen; die gewonnenen Erkenntnisse sind grundlegend, um Therapien zu entwickeln. Die bisherigen Organoide der Netzhaut verfügen jedoch über kein Gefäßsystem und enthalten keine Immunzellen wie Mikroglia – die im Gehirn ansässigen Makrophagen. Da solche Organoide einem embryonalen Gewebe entsprechen, eignen sie sich nicht, um altersbedingte Krankheiten wie die altersbedingte Makuladegeneration nachzustellen.

Daher bringen die beiden Forschenden nun ihre Expertisen zusammen. Volker Busskamp ist darauf spezialisiert, mithilfe von Stammzellen Netzhautdegenerationen zu untersuchen, Elvira Mass ist Expertin für Immunologie und untersucht speziell Makrophagen, zu denen die Mikroglia zählen. Das Team möchte Endothel- und Mikrogliazellen aus menschlichen Stammzellen in wachsenden Netzhaut-Organoiden generieren, was dazu führt, dass die Nährstoff- und Sauerstoffversorgung der inneren Gewebeteile funktioniert. Die Forschenden sind sich sicher: Klappt der Ansatz, kann er nicht nur die Erzeugung von Organoiden der menschlichen Netzhaut vorantreiben, sondern auch dabei helfen, andere Organoidmodelle mit Gefäßen und Immunzellen zu entwickeln.

An dem Projekt beteiligt sind das LIMES-Institut (Life and Medical Sciences) der Universität Bonn und die Augenklinik des Universitätsklinikums Bonn.

Wie hängen das nasale Mikrobiom und Alzheimer zusammen?

Das nasale Mikrobiom und die Alzheimer-Krankheit – diese bisher wenig erforschte Beziehung untersuchen in ihrem gemeinsamen Projekt die Ernährungswissenschaftlerin Jun.-Prof. Marie-Christine Simon, die Psychiaterin Prof. Dr. Anja Schneider und der Neuropsychologe Prof. Dr. Michael Wagner. Da die Nase über den Riechnerv anatomisch eng mit dem Gehirn verbunden ist, könnte das nasale Mikrobiom, also die Gesamtheit der Bakterien im Inneren der Nase, einen Einfluss auf die Gehirnfunktion haben – ähnlich wie das Darmmikrobiom, das über die Darm-Hirn-Achse mit dem Gehirn verbunden ist.

Hinweise darauf gibt es bereits: Forschende konnten zum Beispiel feststellen, dass dem symptomatischen Beginn von Alzheimer und Parkinson ein gestörter Geruchsinn vorausgehen kann. Bei Alzheimer weißt außerdem die Region des Gehirns, die direkten Input vom Riechhirn erhält, als erste Region eine Veränderung des sogenannten Tau-Proteins auf – was für das Auftreten der Krankheit entscheidend ist. Bislang gibt es jedoch keine Untersuchungen bei Menschen, ob molekulare Veränderungen im nasalen Mikrobiom und damit verbundene Entzündungen zur Entstehung und zum Krankheitsverlauf von Alzheimer beitragen. Um mögliche Zusammenhänge festzustellen, möchte das transdisziplinäre Forschungsteam jetzt das nasale Mikrobiom bei Alzheimer-Patient:innen (im Frühstadium und im manifesten Stadium) sowie bei gesunden Kontrollpersonen untersuchen.

An dem Projekt beteiligt sind das Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften der Universität Bonn und die Klinik für Neurodegenerative Erkrankungen und Gerontopsychiatrie des Universitätsklinikums Bonn.

Da die Nase über den Riechnerv anatomisch eng mit dem Gehirn verbunden ist, könnte das nasale Mikrobiom, also die Gesamtheit der Bakterien im Inneren der Nase, einen Einfluss auf die Gehirnfunktion haben – ähnlich wie das Darmmikrobiom, das über die Darm-Hirn-Achse mit dem Gehirn verbunden ist.
Da die Nase über den Riechnerv anatomisch eng mit dem Gehirn verbunden ist, könnte das nasale Mikrobiom, also die Gesamtheit der Bakterien im Inneren der Nase, einen Einfluss auf die Gehirnfunktion haben – ähnlich wie das Darmmikrobiom, das über die Darm-Hirn-Achse mit dem Gehirn verbunden ist. - Den Zusammenhang des nasalen Mikrobioms mit der Alzheimer-Krankheit untersuchen die Ernährungswissenschaftlerin Jun.-Prof. Marie-Christine Simon, die Psychiaterin Prof. Dr. Anja Schneider und der Neuropsychologe Prof. Dr. Michael Wagner. © Image created with BioRender.com
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