Molekulare Mechanismen der Regeneration von Wirbeltieren

Die Regeneration von Körperteilen kommt in der Natur bei vielen, aber nicht allen Tieren vor. Warum manche Tiere regenerieren können und andere nicht, ist eine wichtige Frage in der Biologie und könnte möglicherweise auch für die Humanmedizin von Bedeutung sein. Das Tanaka-Labor hat die Regenerationsfähigkeiten des Axolotl-Salamanders untersucht und die regenerativen Zellen sowie die Verletzungssignale identifiziert, die adulte Zellen dazu veranlassen, sich in Stammzellen zu verwandeln. Mit Unterstützung des Wittgenstein- Preises wird das Tanaka-Labor untersuchen, wie adulte Zellen zu Stammzellen werden, und dieses Wissen nutzen, um zu erforschen, was Säugetierzellen von anderen Zellen unterscheidet und sie an der Regeneration hindert. Außerdem wird untersucht, wie Nervenzellen während der Regeneration von Gliedmaßen ihre richtigen Verbindungen finden und was passiert, wenn die Regeneration fehlschlägt und die Nerven ihr Ziel nicht finden. Die Reinnervation von Muskeln ist der Prozess, bei dem durch Verletzungen beschädigte Nerven ihren Weg zurück zu ihren Zielmuskelfasern finden. Der Prozess der Muskelreinnervation ist bei Säugetieren nicht optimal, was für Menschen mit ungenauem Wachstum der Motoneuronen nach Verletzungen schwerwiegende Folgen hat. Die hier vorgeschlagenen innovativen Experimente klären, wie Motoneuronen nach einer Verletzung ihre ursprünglichen Ziele erfolgreich reinnervierend erreichen. Dies geschieht am Beispiel des Axolotls, einer Salamanderart, deren Gliedmaßen mit denen des Menschen vergleichbar sind, die jedoch über starke Regenerationsfähigkeiten verfügt und mittlerweile für Transgenese, Live-Bildgebung und Zelltransplantation gut zugänglich ist. Dies ermöglicht es uns, letztendlich wirksame Methoden zur Reinnervation während Nervenoperationen zu entwickeln, mit dem Ziel einer vollständigen Wiederherstellung der Funktion.