Hirnver­let­zun­gen und Neuro­de­ge­nera­tion führen zu irrever­si­blem Neuro­nen­ver­lust. Dieses Projekt model­liert die Verlet­zungs­um­ge­bung des erwach­se­nen mensch­li­chen Gehirns durch Dezel­lu­la­ri­sie­rung von Hirnge­webe adulter Patien­ten und Charak­te­ri­sie­rung der extra­zel­lu­lä­ren Matrix (ECM). Strate­gien, abgestor­bene Neurone zu erset­zen, einschließ­lich der Trans­plan­ta­tion humaner iPSC-abgelei­te­ter Neuro­nen sowie der Repro­gram­mie­rung von iPSC-abgelei­te­ten oder aus Resek­ti­ons­ma­te­rial isolier­ten adulten Astro­zy­ten, werden unter­sucht, um Bedin­gun­gen zu definie­ren, die neuro­na­len Ersatz über verschie­dene Erkran­kun­gen und Alters­stu­fen hinweg ermöglichen.

Neuro­na­ler Verlust tritt durch Alterung, neuro­de­ge­nera­tive Erkran­kun­gen oder Schlag­an­fall auf und ist beim Menschen weitge­hend irrever­si­bel. Die Regene­ra­tion im adulten mensch­li­chen Gehirn ist stark begrenzt. Obwohl neuro­nale Trans­plan­ta­tion und direkte Glia-zu-Neuron-Repro­gram­mie­rung vielver­spre­chende Strate­gien darstel­len, wird ihr Erfolg stark durch die Verlet­zungs­mi­kro­um­ge­bung beein­flusst. Nach Verlet­zung oder Erkran­kung verän­dert sich die extra­zel­lu­läre Matrix (ECM) deutlich
und kann neuro­na­les Überle­ben und Repara­tur einschrän­ken. Diese humane Verlet­zungs­um­ge­bung ist bislang unzurei­chend verstan­den und begrenzt die klini­sche Umset­zung regene­ra­ti­ver Strategien.

Modelle adulter humaner Hirnver­let­zungs­mi­kro­um­ge­bun­gen werden durch Dezel­lu­la­ri­sie­rung postmor­ta­ler Hirnge­we­be­pro­ben verschie­de­ner Patho­lo­gien und Alters­grup­pen etabliert. Die ECM-Zusam­men­set­zung wird haupt­säch­lich mittels Proteo­mik charak­te­ri­siert. Gesunde Hirn-ECM wird mit patho­lo­gie­spe­zi­fi­scher ECM vergli­chen, um alters- und verlet­zungs­be­dingte Verän­de­run­gen zu identi­fi­zie­ren, die für Regene­ra­tion relevant sind. Zwei Repara­tur­stra­te­gien werden unter­sucht: die Trans­plan­ta­tion humaner iPSC-abgelei­te­ter Neuro­nen sowie die Astro­zy­ten-zu-Neuron-Repro­gram­mie­rung auf dezel­lu­la­ri­sier­ter ECM unter Verwen­dung junger iPSC-abgelei­te­ter Astro­zy­ten oder adulter, aus Resek­ti­ons­ma­te­rial isolier­ter Astro­zy­ten. Der Einfluss der ECM auf neuro­na­les Überle­ben, Stress­ant­wor­ten, synap­ti­sche Integra­tion und Zellschick­sals­kon­ver­sion wird syste­ma­tisch analy­siert, um das regene­ra­tive Poten­zial besser zu verste­hen und Strate­gien des neuro­na­len Ersat­zes gezielt zu optimieren.