Lenken Thrombozyten die adulte hippocampale Neurogenese und beeinflussen diese die kognitiven Fähigkeiten im alternden Gehirn?

• Antragstellerin: Dr. Odette Leiter
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442282648

Im Erwachsenengehirn spielt der Hippocampus eine zentrale Rolle bei Lern- und Gedächtnisprozessen. Dort findet bei Säugern, einschließlich dem Menschen, die adulte Neurogenese statt. Bei diesem Prozess entstehen aus neuronalen Stammzellen zeitlebens neue Neuronen, die zur Erhaltung und Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten beitragen. Dies erlangt besonders in Situationen mit einer verminderten kognitiven Funktion, wie im alternden Gehirn oder bei neurodegenerativen Erkrankungen, eine zentrale Bedeutung. Die Rate der adulten Neurogenese kann durch den Lebensstil beeinflusst werden, wobei körperliche Aktivität vor allem die Proliferation der neuronalen Vorläuferzellen erhöht. Die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen der Nervenzellneubildung durch körperliche Aktivität sind bislang jedoch nicht geklärt. Wir haben gezeigt, dass Thrombozyten bedeutend für den durch Bewegung induzierten Anstieg der adulten Neurogenese sind. So führt das Laufen im Laufrad zu einer spezifischen Thrombozyten-Aktivierung im Blut von Mäusen. Gleichzeitig zeigten Mäuse mit einer verminderten Anzahl an Thrombozyten keine Steigerung der Vorläuferzell-Proliferation nach Laufradaktivität. Es ist allerdings noch unbekannt, wie die Thrombozyten, trotz der Blut-Hirn-Schranke, mit den neuronalen Vorläuferzellen interagieren, und ob die Förderung der Neurogenese durch Thrombozyten funktioneller Natur ist und eine Verbesserung der kognitiven Leistungen mit sich bringt. In diesem Projekt untersuchen wir zunächst die Mechanismen der Zell-Zell-Kommunikation zwischen Thrombozyten und neuronalen Stamm- und Vorläuferzellen. Dabei wird bestimmt, ob sich die Thrombozyten nach Laufradaktivität der Mäuse in unmittelbarer Nähe der neuronalen Stamm- und Vorläuferzellen ansammeln und ob diese Partikel der Thrombozyten aufnehmen. Darüber hinaus werden wir mit alten Mäusen, welche ähnlich dem alternden Menschen eine Verminderung der kognitiven Fähigkeiten aufweisen, bestimmen, ob eine Supplementierung mit Thrombozyten die adulte Neurogenese im Hippocampus erhöht und ob dies eine Verbesserung der Lern-und Gedächtnisfähigkeit einschließt. Weiterhin haben wir am Gastinstitut Zugang zu Plasma-Proben von Probanden einer klinischen Studie, die untersucht, wie sich körperliche Aktivität auf die kognitiven Funktionen älterer Menschen auswirkt. Wir werden anhand von Plättchenfaktor 4, ein von aktivierten Thrombozyten ins Plasma abgegebenes Protein, untersuchen, ob die körperliche Aktivität eine Aktivierung humaner Thrombozyten bewirkt. Durch das Korrelieren dieser Messungen mit den Ergebnissen der kognitiven Analyse werden wir bestimmen, ob eine Thrombozytenaktivierung bei alten Menschen nach körperlicher Aktivität mit der Verbesserung von Lern- und Gedächtnisprozessen einhergeht. Zusammen werden diese Experimente bestimmen, ob Thrombozyten ein endogenes Reservoir darstellen, das für die Entwicklung von Therapien zur Förderung der kognitiven Funktion im Alter und bei Krankheiten genutzt werden kann.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Australien
• Gastgeberin: Dr. Tara Walker, von 3/2020 bis 2/2022