Infektionen des Zentralen Nervensystems (ZNS) stellen aufgrund hoher Mortalitätsraten und neurologischer Langzeitfolgen medizinisch eine große Herausforderung dar. Darüber hinaus weisen zahlreiche klassische Zoonoseerreger einen Tropismus für das ZNS auf. Dennoch sind die zugrundeliegenden pathogenetischen Mechanismen nahezu unbekannt. Neben einem Mangel an krankheitsrelevanten Tiermodellen, ist dafür vor allen Dingen das Fehlen geeigneter Zellkultursysteme ursächlich.
In vielen Studien wurde die Interaktion diverser Erregerklassen mit immortalisierten Zelllinien oder mit primären Zellen des Gehirns, wie z.B. Mikroglia, Astrozyten oder auch Neuronen, isoliert untersucht. Sowohl permanente Zelllinien als auch isoliert aufgereinigte Primärzellen haben zwar den Vorteil, dass spezifische zelluläre Effekte nach einem definierten Stimulus explizit mechanistisch untersucht werden können, haben aber den großen Nachteil, dass diese Zellen außerhalb ihres umgebenden zellulären Milieus oft einen artifiziellen, nicht interpretierbaren Phänotyp zeigen. Dabei kommt jedoch gerade der Interaktion der verschiedenen Zelltypen im Gehirn eine entscheidende Rolle für deren Verhalten unter physiologischen oder pathophysiologischen Bedingungen zu. Mikroglia und Astrozyten beispielsweise sind Teil der sogenannten Glia, nicht-neuronale Zelltypen des ZNS, die als solche eine Vielzahl von Aufgaben in der Erregerabwehr und in der Aufrechterhaltung der Gewebshomöostase wahrnehmen. Es ist bekannt, dass Mikroglia und Astrozyten miteinander kommunizieren und dadurch ein neuroprotektives Milieu erschaffen. Ein Ungleichgewicht, beispielsweise bedingt durch eine Infektion, kann transiente oder permanente Gewebsschäden induzieren, die zu neurologischen Langzeitfolgen bis hin zum Tod führen können.
Ziel dieses Projektes ist die Etablierung eines komplexen, primären Zellkultursystems in dem hochrein aufgereinigte Neurone, Astrozyten und Mikroglia miteinander kombiniert werden (sog. NAM-System), um ein möglichst „physiologisches“ zelluläres Milieu für die einzelnen Zelltypen zu erschaffen und deren Wechselwirkungen zu erforschen. Unsere Methodik basiert dabei auf der sogenannten „magnetischen Zellseparation“ (MACS). Dabei werden die für die bestimmten Zelltypen charakteristischen Antikörper an magnetische Mikropartikel gebunden und zur Aufreinigung hochreiner Zellen genutzt. MACS gilt dabei als eine sehr schonende, trotz dessen aber hocheffiziente Methodik der Zellgewinnung. Wir möchten mit dem NAM-Zellkultursystem die Lücke zwischen Tierversuchsmodellen, sowie immortalisierten Zelllinien schließen und den Wissenschaftlern der Zoonoseplattform, aber auch darüber hinaus, eine innovative Möglichkeit zur Erforschung von Pathogenitäts- und Immunmechanismen ZNS-assoziierter Erreger bieten.
Ansprechpartner:
Univ.-Prof. Dr. Marcus Fulde, PhD
Centre for Infection Medicine
Institute of Microbiology and Epizootics
Freie Universität Berlin
Robert-von-Ostertag-Str. 7-13
14163 Berlin, Germany
Tel.: +49 30 838 57224
Fax: +49 30 838 457224
Email: Marcus.Fulde@fu-berlin.de
