Analyse von Synapsen und neuronaler Struktur bei der Alzheimer-Krankheit

Projektdetails:

Thematik:	Ursachenforschung
Förderstatus:	abgeschlossen
Art der Förderung:	Research
Institution:	Universität Heidelberg, Institut für Neurobiologie
Projektleitung:	Prof. Dr. Daniela Mauceri
Laufzeit:	01. Januar 2022 - 31. Dezember 2024
Fördersumme:	119.870,00 Euro

Was wird erforscht?

Bei der Alzheimer-Krankheit sind Nervenzellen im Gehirn geringer verzweigt und verfügen über weniger Synapsen. Dadurch können die Nervenzellen nicht mehr genügend miteinander kommunizieren. Die molekularen Mechanismen, die diesen strukturellen Veränderungen zugrunde liegen, nehmen eine Schlüsselrolle ein bei den pathologischen Prozessen, die zur Alzheimer-Krankheit führen. Für die gesunde Funktion der Synapsen ist ein bestimmtes Bindeprotein entscheidend und kann durch einen Wachstumsfaktor positiv beeinflusst werden. Prof. Dr. Daniela Mauceri von der Universität Heidelberg wird diese strukturellen Veränderungen der neuronalen Struktur und den Einfluss des Wachstumsfaktors auf dieses Bindeprotein näher untersuchen.

Wie geht Prof. Dr. Mauceri dabei vor?

Im ersten Teil der Studie wird die Funktion des Bindeproteins im Alzheimer-Mausmodel untersucht. Anschließend wird getestet, ob der Wachstumsfaktor die neuronale Struktur wiederherstellen kann. Dafür wird mit neuronalen Zellkulturen gearbeitet und eine nasal verabreichte Ergänzungstherapie mit dem Wachstumsfaktor im Mausmodell überprüft.

Was ist das Ziel des Forschungsprojekts?

Ziel ist, die Mechanismen zu erkennen, die dazu führen, dass die Nervenzellen bei der Alzheimer-Krankheit weniger verzweigt sind und weniger Synapsen aufweisen. Außerdem wird ein Wachstumsfaktor getestet, wodurch sich eine neue Therapie ergeben könnte.

Was konnte Prof. Dr. Mauceri herausfinden?

In dem Projekt konnten Prof. Dr. Mauceri und ihr Team herausfinden, dass der Signalwegs des Wachstumsfaktors ein neues therapeutisches Ziel darstellen könnte. Zuerst untersuchten sie die Funktion des Wachstumsfaktors genauer. Er ist essenziell zur Stabilisierung von Mikrotubuli, kleinen Röhrchen, die die Struktur der Nervenzellen aufrechterhalten. Außerdem wurde beobachtet, dass während Phasen hoher Gehirnaktivität weniger des Wachstumsfaktors vorhanden ist. Das ermöglicht es den Nervenzellen, ihre Verbindungen umzugestalten – eine Voraussetzung für Lernen und Gedächtnisbildung. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass die Verringerung des Wachstumsfaktors einen direkten Einfluss auf das Bindeprotein des Cytoskeletts hat. Ist weniger Wachstumsfaktor vorhanden, nimmt auch die Menge des Bindeproteins des Cytoskeletts ab. Diese Beeinflussung ist nur in eine Richtung zu beobachten. Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass eine Störung des Signalweges des Wachstumsfaktors ein frühes Ereignis bei der Alzheimer-Krankheit sein könnte. Sie könnte Abnormalitäten im Signalweg des Bindeproteins des Cytoskeletts auslösen und letztlich zu strukturellen Veränderungen der Nervenzellen führen – etwa zu einem Rückgang der Synapsenzahl, wie er bei Menschen mit Alzheimer beobachtet wird. Eine Zusammenarbeit mit Forschenden der Universität Mailand zeigte, dass erhöhte Mengen des Bindeproteins des Cytoskeletts im Nervenwasser von Menschen im Frühstadium von Alzheimer nachweisbar sind. Dieser Befund korrelierte mit dem Vorkommen des Alzheimer-Proteins Tau. Durch die Forschung von Prof. Dr. Mauceri wurde ein neuer therapeutisch interessanter Ansatz identifiziert. Wenn gezielt in den Signalweg des Wachstumsfaktors eingegriffen wird, könnten Alzheimer-typische strukturelle Veränderungen der Nervenzellen verhindert werden – und zwar solche, die von dem Signalweg des Wachstumsfaktors direkt und indirekt über das Bindeprotein des Cytoskeletts abhängig sind. 

Wofür wurden die Fördermittel verwendet?

Die Fördermittel entfallen auf Gehälter (84.000 Euro), Teilnahme an Kongressen (3.000 Euro) und Labormaterialien (32.870 Euro) wie zum Beispiel Chemikalien zur Zellkulturbehandlung.

Wissenschaftliche Publikationen auf Basis des geförderten Projekts

de la Fuente AG, Pelucchi S, Mertens J,  Di Luca M., Daniela Mauceri,  Marcello E. (2023) Novel therapeutic approaches to target neurodegeneration. British Journal of Pharmacology. 2023 Jul;180(13):1651-1673

Aksan, B., Kenkel, AK., Yan, J. et al. VEGFD signaling balances stability and activity-dependent structural plasticity of dendrites. Cell. Mol. Life Sci. 81, 354 (2024). doi.org/10.1007/s00018-024-05357-2

Padovani, A., Pilotto, A., Pelucchi, S. et al. Cerebrospinal fluid cyclase-associated protein 2 is increased in Alzheimer’s disease and correlates with tau pathology. Transl Neurodegener 14, 1 (2025). https://doi.org/10.1186/s40035-024-00462-5

Aksan, B., Mauceri, D. Beyond vessels: unraveling the impact of VEGFs on neuronal functions and structure. J Biomed Sci 32

, 33 (2025). doi.org/10.1186/s12929-025-01128-8

Sehen Sie sich die Videobotschaft vonProf. Dr. Mauceri an.

Steckbrief:

Prof. Dr. Daniela Mauceri

Geburtsjahr:
1978

Geburtsort:
Mailand, Italien

In der Demenz-Forschung seit:
2020

Hobbys:
Kino, Kochen, Reisen und Whisky genießen

Ich bin Alzheimer-Forscherin, weil...

ich glaube, dass ich und meine Kolleg*innen neue molekulare Mechanismen entdecken können, die für die Fehlfunktion von Neuronen bei Alzheimer verantwortlich sind.

Mein Forschungsprojekt ist besonders aussichtsreich, weil...

die Neuronen von Alzheimer-Patient*innen reduzierte dendritische und veränderte synaptische Strukturen haben. Wir werden die molekularen Mechanismen untersuchen, die die neuronale Struktur und ihre pathologischen Veränderungen bei Alzheimer steuern, und neue therapeutische Ansätze erforschen, die auf eine Korrektur oder Erhaltung der neuronalen Architektur abzielen.

Ich hoffe, dass die Alzheimer-Forschung in 10 Jahren...

neue Strategien gefunden und entwickelt haben wird, um das Fortschreiten der Krankheit aufzuhalten und zu korrigieren.

Persönliche Nachricht:

Ich und meine Mitarbeiter*innen möchten allen Spender*innen für ihren großzügigen Beitrag zur Alzheimer-Forschung herzlich danken.
Dieses Projekt könnte ohne Ihre Hilfe nicht durchgeführt werden. Private Spenden sind für die Forschung kleiner Gruppen und für die Entwicklung neuer Ideen entscheidend.