Experimentelle Neuroimmunologie

Der Schlaganfall ist die Folge einer lokal begrenzten Durchblutungsstörung des Gehirns und stellt in der westlichen Welt die häufigste Ursache für Behinderungen im Erwachsenenalter dar.

Ebenso wie beim Menschen sehen wir beim experimentellen Schlaganfall eine graduelle Funktionserholung in den folgenden Wochen. Unser Ziel ist es, auf zellulärer Ebene, diese regenerativen Vorgänge besser zu verstehen, zu modulieren und die Funktionserholung zu fördern.

Univ.-Prof. Dr.--Schroeter-Michael
Univ.-Prof. Dr. Michael Schroeter, M. Sc.

Leiter der AG Experimentelle Neuroimmunologie

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"Neuroinflammation" umfasst im weitesten Sinn entzündliche Vorgänge, die im Gehirn nach Schlaganfall ablaufen. Sie dienen dem Erhalt der Gewebshomöostase des gesunden Gewebes der Abgrenzung von "gesund" und "krank" (Demarkation), dem Einschließen und sukzessive Abräumen untergegangenen Gewebes (Containment), der Narbenbildung (Gliose), aber auch der Reparation und dem Erhalt (Protektion) des vom Schlaganfall verschonten Gewebes. Neuroinflammation ist Voraussetzung für adaptive und kompensatorische strukturelle Mechanismen (Remodeling, Plastizität). Dabei hat sich Mikroglia - die immunkompetenten Zellen des Gehirns - als Schlüsselregulator dieser Prozesse gezeigt.

Wichtige Mechanismen dieser Mikrogliazellen können wir in der Zellkultur untersuchen - auch unter Imitation von Schlaganfall-Bedingungen (oxygen glucose deprivation - "stroke in a dish"). Nach experimentellen Schlaganfällen können wir auf individueller Ebene und vom Zeitpunkt des Auftretens des Schlaganfalls bis Wochen danach Aspekte der Neuroinflammation mit bildgebenden Methoden in ihrer Entwicklung verfolgen.

Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS, transcranial direct current stimulation) ist ein auch beim Menschen eingesetztes Verfahren, die Funktionserholung nach Schlaganfall zu fördern. Aktuelle Studien belegen, dass diese positiven Effekte durch Neuroinflammation zumindest teilweise vermittelt werden. Mikroglia tritt dabei in enge Wechselwirkung mit endogenen neuralen Stammzellen, Neuronen und Astrozyten. Wir setzen multimodale Bildgebung ein, um die Effekte longitudinal und individuell nachzuweisen. Dabei setzen wir auf Studiendesigns, die klinischen Studien ähneln und damit die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die klinische Situation erlauben. Prof. Michael Schroeter ist Teilprojektleiter im durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereich 1451 "Key mechanisms of motor control in health and disease“.

Publikationen
  • Vay SU, Olschewski DN, Petereit H, Lange F, Nazarzadeh N, Gross E, Rabenstein M, Blaschke SJ, Fink GR, Schroeter M, Rueger MA. Osteopontin regulates proliferation, migration, and survival of astrocytes depending on their activation phenotype. J Neurosci Res. 2021 Nov;99(11):2822-2843. doi: 10.1002/jnr.24954. Epub 2021 Sep 12. PMID: 34510519.
  • Blaschke SJ, Hensel L, Minassian A, Vlachakis S, Tscherpel C, Vay SU, Rabenstein M, Schroeter M, Fink GR, Hoehn M, Grefkes C, Rueger MA. Translating Functional Connectivity After Stroke: Functional Magnetic Resonance Imaging Detects Comparable Network Changes in Mice and Humans. Stroke. 2021 Aug;52(9):2948-2960. doi: 10.1161/STROKEAHA.120.032511. Epub 2021 Jul 20. PMID: 34281374. J Neurol
  • Ladwig A, Walter HL, Hucklenbroich J, Willuweit A, Langen KJ, Fink GR, Rueger MA, Schroeter M.Osteopontin Augments M2 Microglia Response and Separates M1- and M2-Polarized Microglial Activation in Permanent Focal Cerebral Ischemia. Mediators Inflamm. 2017;2017:7189421.
  • Braun R, Klein R, Walter HL, Ohren M, Freudenmacher L, Getachew K, Ladwig A, Luelling J, Neumaier B, Endepols H, Graf R, Hoehn M, Fink GR, Schroeter M, Rueger MA.Transcranial direct current stimulation accelerates recovery of function, induces neurogenesis and recruits oligodendrocyte precursors in a rat model of stroke. Exp Neurol. 2016 May;279:127-136.
  • Walter HL, Walberer M, Rueger MA, Backes H, Wiedermann D, Hoehn M, Neumaier B,  Graf R, Fink GR, Schroeter M (2015). In vivo analysis of neuroinflammation in the late chronic phase after experimental stroke. Neuroscience. Apr 30;292:71-80
  • Schroeter M, Dennin MA, Walberer M, Backes H, Neumaier B, Fink GR, Graf R. Neuroinflammation extends brain tissue at risk to vital peri-infarct tissue: a double tracer [11C]PK11195- and [18F]FDG-PET study. J Cereb Blood Flow Metab. 2009; 29(6): 1216-25.
  • Stoll G, Jander S, Schroeter M. Inflammation and glial responses in ischemic brain lesions. Prog Neurobiol. 1998 Oct;56(2):149-71

Das Team

Dr. Helene Walter (Wissenschaftskoordinatorin)
Dr. Susan Vlachakis
Prof. Dr. Clemens Warnke
Dr. Monika Rabenstein (aktuell Forschungsaufenthalt an der Karolinska Universität Stockholm)
Dr. Anne Ladwig (aktuell Universitätsklinik Schleswig Holstein)
Monalou Heidemann

Labor:
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