Im Gehirn der Betroffenen finden sich extrazelluläre Plaques, die das Protein Amyloid-β enthalten, sowie intrazelluläre Ablagerungen des Tau-Proteins. In den letzten Jahren gab es vermehrt Hinweise darauf, dass die Tau-Ablagerungen eine zentrale Rolle beim Pathomechanismus spielen, der zum Verlust der Nervenzellen führt. Die Tau-Akkumulationen treten zuerst in den neuronalen Fortsätzen, den Axonen, auf. Dadurch wird die Funktion der betroffenen Nervenzellen gestört. Eine Arbeitsgruppe aus dem Institut für Klinische Neurobiologie konnte einen Mechanismus identifizieren, der die lokale Produktion von Tau in Axonen steuert. Das hnRNP-R-Protein bindet an die 3'-UTR-Region der MAPT-mRNA, welche für das Tau-Protein kodiert, und bewirkt deren Transport in Axone, wodurch Tau lokal hergestellt wird. Mithilfe von Antisense-Oligonukleotiden (ASOs) konnte die Bindung von hnRNP R an die MAPT-mRNA blockiert und somit die Produktion von Tau in Axonen verringert werden. Dies führte nicht nur zu einer Reduktion der Tau-Ablagerungen, sondern auch der Amyloid-β-Plaques.

Abdolhossein Zare, Saeede Salehi, Jakob M. Bader, Anna-Lena Wiessler, Manuela Prokesch, Vincent Albrecht, Carmen Villmann, Matthias Mann, Michael Briese & Michael Sendtner. Axonal tau reduction ameliorates tau and amyloid pathology in a mouse model of Alzheimer’s disease. Transl Neurodegener 14, 39 (2025). https://doi.org/10.1186/s40035-025-00499-0

Die Forschungsgruppe von Michael Sendtner untersuchte die Rolle des SMN-Proteins beim axonalen Transport von Boten-RNA (mRNA). Dieser Transport ermöglicht die Produktion von Proteinen für Synapsen in den Endabschnitten der Nervenzellfortsätze und stellt somit die Erregungsübertragung von den motorischen Nervenzellen zu den Muskelfasern sicher. Insbesondere die Produktion des Munc13-1-Proteins in den präsynaptischen Terminalen ist bei der spinalen Muskelatrophie massiv gestört, da die entsprechende mRNA nicht in die Axone transportiert wird. Das Munc13-1-Protein ist für die Signalübertragung an den Kontaktstellen zwischen Nerven und Muskeln (Synapsen) entscheidend.

Dies kann korrigiert werden, indem die 3′-UTR-Region der Munc13-1-mRNA durch die des Synaptophysin-1-Transkripts ausgetauscht wird, dessen Transport bei spinaler Muskelatrophie nicht beeinträchtigt ist. So können die Funktion und die Ultrastruktur präsynaptischer Terminale, die mithilfe hochauflösender lichtmikroskopischer Verfahren in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Markus Sauer am Institut für Biotechnologie und Biophysik der Universität Würzburg am Hubland erstmals dargestellt werden konnten, wiederhergestellt werden. 

Mehri Moradi, Julia Weingart, Chunchu Deng, Mahoor Nasouti, Michael Briese, Sibylle Jablonka, Markus Sauer, Michael Sendtner. Munc13-1 restoration mitigates presynaptic pathology in spinal muscular atrophy. Nat Commun 16, 8724 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-64164-w

Silvia Rodriguez-Rozada und Philip Tovote fassen aktuelle Erkenntnisse zu spezifischen Zelltypen und neuronalen Pfaden zusammen, die sowohl in Ruhe als auch unter Bedrohung aktiv sind. Dabei greifen sie auf ein Rahmenmodell zurück, das von derselben Forschungsgruppe in einer früheren Studie (Signoret-Genest, Schukraft et al. 2023) entwickelt wurde. In diesem Review wird das Modell verallgemeinert und anhand von Beispielen anschaulicher erklärt. Es unterscheidet zwischen schnellen „Mikrozuständen“ und langanhaltenden „Makrozuständen“, die kontext- und zeitabhängige Bedrohungsniveaus widerspiegeln. Durch die Synthese neuer Erkenntnisse und die Weiterentwicklung eines strukturierten konzeptuellen Modells leistet diese Arbeit einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der dynamischen Regulation von Gehirn-Herz-Interaktionen – ein Forschungsfeld von wachsender Relevanz für Neurowissenschaften und Kardiologie.

Silvia Rodriguez-Rozada, Philip Tovote. Central regulation of cardio-behavioral responses: Circuit engagement during aversive emotional states. Current Opinion in Neurobiology, Volume 94, 2025, 103105, ISSN 0959-4388, https://doi.org/10.1016/j.conb.2025.103105

Patienten können dabei an einer Vielfalt von Symptomen leiden, beispielsweise an Muskelkrämpfen, Steifheit, einer erhöhten Schreckreaktion, aber auch Angststörungen oder epileptischen Anfällen. In der vorliegenden Publikation untersuchte Dr. Anna-Lena Wiessler vom Institut für Klinische Neurobiologie die Bindungsmuster von Autoantikörpern gegen verschiedene Gewebe des zentralen Nervensystems in der Maus, darunter Rückenmark, Hirnstamm und Hippocampus. Dabei konnte eine Korrelation zwischen der Bindung an bestimmte Hirnareale und den spezifischen Symptomen einzelner Patienten gezeigt werden,. Dies trägt zur Individualität des Krankheitsverlaufs und der Symptomatik von Glycinrezeptor-Autoantikörper-vermittelter Erkrankungen bei.

Inken Piro*, Anna-Lena Wiessler*, Eleni Kakavela, Betül Baykan, Erdem Tüzün, Carmen Villmann, Claudia Sommer (*shared first author), Binding patterns of glycine receptor autoantibodies are related to clinical syndromes. Acta Neuropathol Commun. First published: 31 July 2025. https://doi.org/10.1186/s40478-025-02082-0

Die mechanischen Eigenschaften gedruckter Konstrukte werden stark von ihrer makroporösen Struktur beeinflusst. Dies umfasst die Porengröße, den Durchmesser der gedruckten Stränge oder auch die Schichthöhe, welche für die beabsichtigten Anwendungen im Tissue Engineering oder der regenerativen Medizin entscheidend sind. Es ist bekannt, dass die mechanischen Eigenschaften von Hydrogelen die Zellleistung beeinflussen können, doch umgekehrt können Zellen auch die mechanischen Eigenschaften biogedruckter Konstrukte verändern. Dieser Prozess ist jedoch noch wenig verstanden. Ein Team der AG Villmann konnte zusammen mit Kolleginnen des Lehrstuhls für Kontinuumsmechanik der FAU Erlangen-Nürnberg den Einfluss von Glioblastomzellen auf die mechanischen Eigenschaften von biogedruckten Alginat-Gelatine makroporösen Mesostrukturen zeigen, die über einen Zeitraum von 14 Tagen formstabil sind. Die Studie zeigt damit eindrucksvoll, dass Zellen einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von Materialien und Strukturen für Bioprinting- und Tissue-Engineering-Anwendungen haben. 

Nicoletta Murenu, Jessica Faber, Anahita Ahmadi Soufivand, Monika Buss, Natascha Schaefer*, Silvia Budday* (*shared last authors). Cell Behavior and Complex Mechanical Properties of 3D Printed Cell-Laden Alginate-Gelatin Macroporous Mesostructures. First published: 17 September 2025, https://doi.org/10.1002/mabi.202500204

Das Contactin-assoziierte Protein 2 (CASPR2) ist ein Adhäsionsprotein, welches auf der Oberfläche und den Fortsätzen unterschiedlicher Nervenzellen exprimiert wird. Autoantikörper gegen CASPR2 können im Patienten eine Vielzahl an Symptomen auslösen. Zu diesen können neuropathische Schmerzen gehören. 

Als Teil der Klinischen Forschungsgruppe KFO5001 erforscht Margarita Habib im Rahmen ihrer Dissertation die Pathomechanismen von CASPR2 Autoantikörpern. Sie untersuchte strukturelle und funktionelle Aspekte des spannungsabhängigen Kalium-Kanal Komplexes, dem CASPR2 angehört und stellte Beeinträchtigungen auf beiden Ebenen fest. Strukturell konnte mittels hochauflösender Mikroskopie eine Veränderung in der Expression von CASPR2 sowie eine Erhöhung der Distanz der Moleküle im Proteinkomplex sichtbar gemacht werden. Funktionell konnte Margarita Habib eine Übererregbarkeit sensorischer Neurone und eine Reduktion der Kalium-Kanal-Funktion beobachten. Mit diesen Entdeckungen wird dazu beigetragen, durch Autoantikörper vermittelte neuropathische Schmerzen besser zu verstehen und geeignete Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln. 

Margarita Habib, Anna-Lena Wiessler, Patrik Fischer, Michele Niesner, Mareike Selcho, Ligia Abrante, Christian Werner, Annmarie Sodmann, Maximilian Koch, Abdolhossein Zare, Harald Prüss, Justina Dargvainiene, Jan Lewerenz, Robert Handreka, Peter Körtvelyessy, Dirk Reinhold, Franziska S. Thaler, Kalliopi Pitarokoili, Robert J. Kittel, Michael Briese, Michael Sendtner, Heike Rittner, Frank Leypoldt, Claudia Sommer, Robert Blum, Kathrin Doppler, Carmen Villmann. Neuropathic Pain and Distinct CASPR2 Autoantibody IgG Subclasses Drive Neuronal Hyperexcitability, First published: 25 June 2025, https://doi.org/10.1212/NXI.0000000000200423