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Translationale Neurowissenschaften


Erkrankungen des Nervensystems zählen weltweit zu den Hauptursachen verlorener Lebensqualität und frühzeitiger Behinderung. Beispiele hierfür sind Hirntumoren, psychische Störungen, chronische Schmerzen, Schlaganfall, epileptische Anfälle, Parkinson und Multiple Sklerose. Bedingt durch die demographische Entwicklung ist in den kommenden Jahren vor allem in einem urbanen Umfeld mit einem deutlichen Anstieg dieser Erkrankungen zu rechnen. Vorhandene Therapieverfahren sind häufig nicht oder nicht ausreichend wirksam, auch weil die zugrundeliegenden Pathomechanismen nur unzureichend verstanden sind.

Wichtige Teilaspekte innerhalb des Forschungsschwerpunktes sind:

  • Neuronale Signalwege
  • Neuroinflammation
  • Neuroplastizität
  • Psychische Gesundheit
Retinales Axoninitialsegment mit periodischer Anordnung von βIVspectrin Ringen (grün) und einem intra-axonalen Calcium-Speicher, der cisternen Organelle (rot).
Meissner-Körperchen in der Dermis der Fingerbeere; innervierende Axone (blau) mit Myelin (rot), die nach dem Eintritt in die Kapsel ihre Myelinisierung verlieren (grün).
Neuronale Stammzellsphäre aus dem Hippocampus; Zellkerne (blau) und gliale Vorläufer (rot).

Ziel des Forschungsschwerpunktes Translationale Neurowissenschaften ist es, die Mechanismen, die die klinischen Auswirkungen neuropsychiatrischer und neurologischer Erkrankungen bestimmen, aufzuklären und dieses Wissen in präzise Maßnahmen zur Therapie und Prävention zu übersetzen.

Um zelluläre und molekulare Aspekte der zugrundeliegenden Pathomechanismen zu entschlüsseln, nutzen und entwickeln die Wissenschaftler des Forschungsschwerpunkts eine Vielzahl von unterschiedlichen Methoden. Innovative bildgebende Verfahren, Tiermodelle, mathematische Modelle, Datenbanken und Hochdurchsatzanalysen werden eingesetzt, um neurophysiologische, neuroonkologische, neurodegenerative, neurogenetische oder neuropharmakologische Prozesse zu untersuchen.

Darüber hinaus ist jeder einzelne Patient durch ein einzigartiges Umfeld gekennzeichnet, das mit Krankheitsmechanismen interagiert. Daher sollten individuelle Faktoren wie Geschlecht, Alter und Genetik sowie Umweltfaktoren, z. B. psychosoziale Interaktionen, städtische Gesundheit und persönliche Geschichte berücksichtigt werden, um eine optimale personalisierte Diagnose und Behandlung zu ermöglichen.

Solche komplexen Wechselwirkungen erfordern multivariate Analysewerkzeuge, die in einem engen Zusammenspiel zwischen Klinikern und IT-Experten, die in "Digital Health"-Netzwerken zusammenarbeiten, angepasst werden müssen. Bei der Validierung von pathophysiologischen Mechanismen und vielversprechenden therapeutischen Optionen in experimentellen Systemen und schließlich am Patienten müssen mehrere divergierende externe Faktoren berücksichtigt werden, um eine optimierte Präzisionsmedizin für eine individuelle Therapie bereitzustellen.

EM Tomographie; Rekonstruktion eines Heminodes an einem Ravierschen Schnürring im N. opticus, Myelin (blau), Geflecht intraaxonaler Neurofilamente (gelb), Mitochondrium (pink).
Visualisierung der Infiltration von Gliom-T-Zellen: Ultramikroskopie von ex vivo gereinigtem GL261-gp100 Gliom-tragendem Gehirn (GFP-markiert) nach adoptivem Transfer von PKH26-markierten pmel T-Zellen (rot). Repräsentative in vivo Zwei-Photonen-Mikroskopie-Aufnahme, die die Infiltration von PKH26-markierten pmel-T-Zellen (rot) in GL261-gp100-Gliomen (grün) und die Beziehung zu Tumorblutgefäßen zeigt.
FLAIR-MRT-Bilder des Gehirns eines MS-Patienten (A) und einer Kontrollperson (B): In (A) sind die für MS typischen kortikalen und juxtakortikalen Läsionen sowie eine gewisse Hirnatrophie im Vergleich zum Gehirn einer normalen Kontrollperson zu erkennen. Bild: Achim Gass (UMM)

Mannheim Center for Translational Neuroscience

Als Kristallisationspunkt für die gemeinsamen Aktivitäten des Forschungsschwerpunkts wurde im Dezember 2019 das Mannheim Center for Translational Neuroscience (MCTN) gegründet und bündelt die wissenschaftlichen Arbeiten des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit Mannheim (ZI) und der Medizinischen Fakultät Mannheim an der UMM. Das MCTN ermöglicht es Synergien zu stärken und grundlagenwissenschaftliche Erkenntnisse rasch in präzise diagnostische und therapeutische Verfahren zu translatieren.

Retina im whole mount; Ganglienzellen (blau), Axone von Ganglienzellen (nicht-myelinisiert, grün) und ihre Axoninitialsegmente (grün), Neurofilament (rot).

Neben den Kernfächern am UMM-Campus (Neurologie, Neuroanatomie, Neurochirurgie, Mikr. Anatomie, Neuroradiologie, Neurophysiologie) steht das MCTN für die Integration weiterer wichtiger Fächer mit existierenden oder zukünftigen Kooperationen (z. B. Anästhesiologie, HNO-Heilkunde, Dermatologie, Gastroenterologie, Diabetologie, Zell- und Molekularbiologie, Immunologie, Nuklearmedizin, klin. Chemie, CKM, Radiologie, Strahlentherapie) offen. Ziel ist es ohne strukturelle Änderung der Zugehörigkeit der beteiligten Fächer mit der notwendigen Flexibilität neue Bereiche in das MCTN zu integrieren und Interaktionen mit anderen Fakultäten der Universität Heidelberg, der Hochschule Mannheim sowie Forschungseinrichtungen (EMBL, DKFZ, KIT) zu ermöglichen.

Kontextspalte

Ansprechpartner

Prof. Dr. Martin Schmelz
Sprecher Translationale Neurowissenschaften
Ludolf-Krehl-Str. 13-17
68167 Mannheim
Telefon 0621/383- 71650
martin.schmelz@medma.uni-heidelberg.de

Prof. Dr. Christian Schmahl
Stellvertretender Sprecher
Zentralinstitut für Seelische Gesundheit
J 5, 68239  Mannheim
Telefon 0621/1703-4002
christian.schmahl@remove-this.zi-mannheim.de