Schwann-Zell Adaptation in der Reparatur peripherer Nerven

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Juliane Bremer; Professorin Dr. Ruth Martha Stassart
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567102932

Die Reparatur verletzter Nerven erfordert ein hochkoordiniertes Programm degenerativer und regenerativer Prozesse, das maßgeblich von Schwann-Zellen, den Gliazellen des peripheren Nervensystems, gesteuert wird. Nach einer Verletzung bilden Schwann-Zellen lange Zellstränge aus, sogenannte Büngner-Bänder, die essenziell sind, um regenerierende Axone zurück zu ihren ursprünglichen Zielen hin zu leiten. Die molekularen Mechanismen, die für die Formierung der Büngner Bänder verantwortlich sind, sind jedoch weitgehend unbekannt. Die Bildung der Büngner-Bänder geht mit einer grundlegenden morphologischen Umwandlung der Schwann-Zellen einher, die sich erheblich verlängern und überlappende Zellfortsätze ausbilden. In unseren Vorstudien beobachteten wir nach einer Nervenverletzung eine starke Expressionsinduktion von Zytoskelett-Regulatoren. Mithilfe eines in vitro Screenings zur Analyse dynamischer Zellinteraktionen identifizierten wir Gene, deren Proteine an der Umgestaltung des Aktin-Zytoskeletts beteiligt sind, insbesondere solche der WASP-Familie (Wiskott-Aldrich-Syndrom-Protein) und des WAVE-Regulationskomplexes (WRC). Bemerkenswert ist, dass Schwann-Zellen während der Büngner-Band-Bildung gleichzeitig große Mengen an Myelindebris abbauen müssen, und wir konnten kürzlich zeigen, dass Schwann-Zellen auf akute Nervenschäden mit tiefgreifenden metabolischen und mitochondrialen Anpassungen reagieren. Unsere Hypothese ist daher, dass gliale Zytoskelett- und mitochondriale Adaptationen nach einer Nervenschädigung für die Bildung von Büngner-Bändern essenziell sind und mechanistisch miteinander verknüpft sein könnten. Um diese Hypothese zu untersuchen, nutzen wir zwei komplementäre Modellsysteme - Zebrafische und Mäuse - und analysieren zunächst (Ziel 1) mittels moderner Live-Imaging-Techniken und 3D-Elektronenmikroskopie die zellulären Umbauvorgänge, die F-Aktin-Dynamik sowie mitochondriale Anpassungen in Schwann-Zellen während der Büngner-Band-Bildung. Darauf aufbauend (Ziel 2) verwenden wir gezielte pharmakologische und genetische Manipulationen der Zytoskelett-Mitochondrien-Interaktion in vivo um die funktionelle Relevanz dieser Prozesse für die Bildung der Büngner-Bänder und die Nervenregeneration zu adressieren. Damit soll das Verständnis der glialen molekularen und metabolischen Mechanismen, die zur erfolgreichen Nervenreparatur nach akuten Verletzungen beitragen, verbessert werden und somit neue therapeutische Angriffspunkte für diese Erkrankungen identifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen