Heling af slagtilfælde et skridt nærmere
Thalamus er det centrale skiftepunkt i hjernen: Med specielt træne nerveceller (neuroner) modtager den informationen fra sanseorganerne, behandler den og videregiver den. Forskere fra Institute of Toxicology and Genetics (ITG) ved KIT har identificeret de genetiske faktorer, der er ansvarlige for udviklingen af disse neuroner, Lhx2 og Lhx9. Resultaterne bidrager væsentligt til at forstå udviklingen af thalamus. På lang sigt skal de hjælpe med at heles efter slagtilfælde.
Med 100 milliarder nerveceller er hjernen et meget komplekst system. "Vi ønsker at forstå udviklingsprogrammet bag," siger Dr. Steffen Scholpp fra ITG. "Vores mål er at finde ud af, hvordan enkelte dele af hjernen udvikler sig, dvs. hvad der får stamceller til at danne et specialiseret netværk." Scholpps gruppe på ITG undersøger udviklingen af thalamus. "Det er den centrale understation i hjernen: Alt, hvad vi opfatter fra omverdenen gennem vores øjne, ører eller følesans, skal igennem her og bliver først derefter skiftet til hjernebarken, som bearbejder det videre." På lang sigt ønsker forskerne at kunne gøre dette for at helbrede beskadigede dele af hjernen med vævserstatningsterapi. For eksempel, hvis væv er beskadiget efter et slagtilfælde, er der i øjeblikket ingen måde at genopbygge det på. "I dag er slagtilfælde den hyppigste årsag til handicap erhvervet i voksenalderen. På grund af dens centrale rolle er skader på thalamus særligt alvorlige," siger Steffen Scholpp. ”Vi er derfor nødt til at finde en strategi, hvormed vi kan aktivere stamceller på en sådan måde, at det beskadigede væv kan erstattes igen.” Forskerne har nu taget et vigtigt skridt: Med Lhx2 og Lhx9 har de fundet de to faktorer i undersøgelser på zebrafisk identificeret, som styrer udviklingen af neuroner i thalamus.
"Uden disse faktorer udvikles en thalamus, der kun huser udifferentierede nerveceller - det vil sige, at stamcellerne mangler den information, der er nødvendig for specialisering," forklarer biologen. Analyse af hjernens udvikling hos zebrafisk gør det muligt at drage konklusioner om udviklingen hos alle hvirveldyr, inklusive mennesker. Gruppen har offentliggjort deres resultater i det aktuelle nummer af tidsskriftet "PLoS Biology".
I samme undersøgelse identificerede Scholpp og hans team en anden faktor, der fungerer som en "lim" i thalamus: celleadhæsionsmolekylet Pcdh10b sikrer, at thalamus udvikler sig uden at blande sig med de omkringliggende dele af hjernen. Hvis denne faktor mangler, udvikler neuronerne sig korrekt, men finder ikke længere deres målområde. Forskerne sigter nu mod at aktivere disse faktorer – i første omgang i dyrkningsskålen (in vitro) i udifferentierede celler, så der dannes nyt thalamusvæv. I tæt samarbejde med ingeniører har biologerne allerede udviklet todimensionelle cellekultursystemer, og i januar starter de et 3D-cellekulturprojekt. "KIT'et giver os rigtig gode muligheder her: Sideløbende med vores forskning arbejder materialeforskere på udviklingen af forskellige biomaterialer (biopolymerer), som vi tester i eksperimenter i kulturskålen," siger Scholpp.
For fremtiden vil Dr. Steffen Scholpp en kur til apopleksipatienter for evt. »Det bliver bestemt ikke tilfældet i de næste par år. I sidste ende er målet dog at kunne fjerne hvilende stamceller fra en apopleksipatient, for derefter – uden for kroppen – at tænde for det specifikke udviklingsbiologiske program i disse celler og til sidst bringe dem tilbage til det beskadigede vævs position. Det ville være en sand helbredelse.”
Den tyske forskningsfond (DFG) støtter Dr. Steffen Scholpp i Emmy Noether-programmet i fem år med 1,3 millioner euro. Med dette program støtter hun unge forskere i at nedsætte deres egen arbejdsgruppe. I Dr. Steffen Scholpps team forsker i øjeblikket i tre ph.d.-studerende, en postdoc, en teknisk medarbejder og to kandidatstuderende.
Karlsruhe Institute of Technology (KIT) er et offentligretligt selskab i henhold til lovene i delstaten Baden-Württemberg. Det opfylder både missionen for et universitet og missionen for et nationalt forskningscenter i Helmholtz Association. KIT forfølger sine opgaver i videntrekanten forskning - undervisning - innovation.
Kilde: Karlsruhe [KIT]
