Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Optische Bildgebung des Myelinstoffwechsels im Gehirn bei multipler Sklerose

Europäische Wissenschaftler entwickelten eine innovative kombinatorische Bildgebungsmethode zur Darstellung der Myelininsierung und metabolischer Veränderungen im Gehirn, um erste Symptome für Multiple Sklerose (MS) besser zu erkennen.

Grundlagenforschung
Gesundheit

Charakteristisch für MS ist die Demyelinisierung, d.h. Schäden an den Myelinscheiden, die die Neuronen umschließen, was zu pathogener Neurodegeneration führt. Myelinscheiden liefern Neuronen energetische Unterstützung und sind bei Wirbeltieren für die Entwicklung des Nervensystems entscheidend. Daher wird intensiv an neuen therapeutischen Verfahren geforscht, mit denen Neuronen remyelinisiert werden können. Diagnosestellung und Kontrolle des Krankheitsverlaufs erfolgen in der Regel mit MRT (Magnetresonanztomographie), da so MS-bedingte Schäden an den Myelinscheiden schnell erkannt werden können. Allerdings ist die räumliche Auflösung und Spezifität eines MRT für einzelne Myelinfasern noch unzureichend, sodass alternative nicht-invasive optische Methoden zur Untersuchung krankhafter Veränderungen an Myelinscheiden und beim Myelinstoffwechsel gefragt sind. Das EU-finanzierte Projekt OPTICMYELIMET entwickelte modernste optische Methoden zur Analyse von Myelinschäden bei MS, Quantifizierung der Myelinisierung und deren Stoffwechsel im Gehirn. Die Forscher arbeiteten mit nichtlinearer optischer (NLO)-Bildgebung, einer Technik, die mehrere Kontrastmodalitäten kombiniert. Dabei kamen THG (third harmonic generation) und und CARS (kohärente Anti-Stokes-Raman-Streuung) auf der gleichen mikroskopischen Plattform zum Einsatz, was eine markierungsfreie Bildgebung der Myelinscheiden ermöglicht. Für das gleiche System entwickelte das Team eine mehrfarbige Zwei-Photonen-angeregte FLIM-Methode (fluorescence lifetime microscopy) zur Quantifizierung des intrinsischen metabolischen Coenzyms NADH und des zellulären Stoffwechsels. Mit diesem System wurde der Effekt von Medikamenten, die den Stoffwechsel beeinflussen, auf die freie/gebundene NADH-bezogene Konzentration und Lebensdauer bei Zellkulturen demonstriert und an der Entwicklung von Zebrafischembryonen und in Gewebekulturen weiter validiert. Mit dem experimentellen Setup von OPTICMYELIMET lassen sich nun Stoffwechselprozesse in gesundem und pathologischem Gewebe genauer charakterisieren. Die THG/CARS-Analysen geben Aufschluss über die Myelinstruktur und Myelinisierung in Hirngewebsschnitten, FLIM wiederum lässt Rückschlüsse auf die zellulären Redox-Zustände zu. Insgesamt befördern die innovativen nicht-invasiven NLO-Techniken von OPTICMYELIMET die Entwicklung neuer Therapien für eine schwerwiegende Erkrankung und biomedizinische Studien zu Myelin-assoziierten und neurodegenerativen Erkrankungen.

Schlüsselbegriffe

Multiple Sklerose, Myelin, Stoffwechsel, OPTICMYELIMET, FLIM

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich