Labor für Stammzellen und Organoide

Die Kommunikation zwischen Körper und Gehirn verstehen

Unsere Forschung nutzt modernste Stammzelltechnologien, um zu untersuchen, wie verschiedene Gewebe und Organe im gesunden und im erkrankten Zustand mit dem Nervensystem in Wechselbeziehung stehen. Der Darm und das Gehirn kommunizieren über den Vagusnerv kontinuierlich miteinander und koordinieren so die Verdauung, Immunreaktionen und die systemische Physiologie. Eine Störung dieser Achse wird zunehmend mit neurodegenerativen Erkrankungen, stressbedingten Störungen und Stoffwechselstörungen in Verbindung gebracht. Dennoch ist die zelluläre und molekulare Logik dieser Kommunikation beim Menschen nach wie vor kaum verstanden: Tiermodelle weichen in wesentlichen Punkten ab, und derzeit gibt es kein praktikables System beim Menschen, das die gesamte Signalübertragungskette vom Darm zum Gehirn nachbildet.

Unser Ansatz

Mithilfe von aus menschlichen Stammzellen gewonnenen Organoiden – in Kombination mit 2D-Kulturen und Primärzellmodellen – rekonstruieren wir die Signalwege zwischen Darm und Gehirn in einem kontrollierten, für den Menschen relevanten Umfeld.

Warum Stammzellen- und Organoidmodelle?

Organoide sind winzige, dreidimensionale Gewebemodelle, die aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) erzeugt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen 2D-Zellkulturen enthalten sie mehrere miteinander interagierende Zelltypen und ahmen wesentliche Merkmale menschlicher Gewebe nach, wodurch sie sich für Fragestellungen eignen, die mit einfacheren Systemen und Tiermodellen nicht beantwortet werden können. Organoid-Technologie:

• Spiegelt die menschliche Biologie besser wider als herkömmliche Zellkulturen
•  Ermöglicht reproduzierbare und streng kontrollierte Experimente
•  Ermöglicht patientenspezifische Studien und personalisierte Ansätze
• Unterstützt die 3R-Prinzipien durch die Reduzierung und Verfeinerung der Tierversuche

Unsere Forschung

Wir untersuchen, wie Signale aus dem Körper das Nervensystem beeinflussen und umgekehrt. Zu unseren zentralen Forschungsfragen gehören:

• Wie beeinflussen mikrobielle und entzündliche Signale aus dem Darm dessen Kommunikation mit dem Nervensystem?
• Wie verändern Ernährungszustände und physiologischer Stress die Signalwege zwischen Körper und Gehirn?
• Welche Kommunikationsmechanismen sind artenübergreifend erhalten geblieben, und welche sind spezifisch für den Menschen?

Durch die Kombination von aus menschlichen Stammzellen gewonnenen Modellen mit der in-vivo-Forschung unseres Labors wollen wir grundlegende Prinzipien der Kommunikation zwischen Körper und Gehirn aufdecken und unser Verständnis von neurologischen und systemischen Erkrankungen vertiefen.