Daniela Beckmann und Vini Tiwari erhalten SyNergy PhD Award

PhD-Projekte

Daniela Beckmann schloss ihre Doktorarbeit im Labor von Martin Kerschensteiner ab und beschäftigte sich mit Multipler Sklerose (MS). "Die langfristige Behinderung bei Multipler Sklerose (MS) hängt mit der Neurodegeneration und dem axonalen Verlust zusammen. Die derzeitigen Behandlungen können zwar die Schübe kontrollieren, aber die neuroaxonale Degeneration nicht aufhalten, was den Bedarf an neuroprotektiven Therapien deutlich macht. Forschungen mit In-vivo-Bildgebung bei experimenteller autoimmuner Enzephalomyelitis, einem MS-Modell, deuten darauf hin, dass die anfängliche axonale Schädigung reversibel sein kann, beeinflusst durch intraaxonales Kalzium, das durch "Nanorupturen" in der Membran eintritt.

Wir stellten die Hypothese auf, dass Eingriffe zur Unterstützung der Kalziumhomöostase die Genesung fördern und den axonalen Verlust verringern könnten. Die Versuche, kalziumbindende Proteine zu überexprimieren und den Natrium-Kalzium-Austauscher pharmakologisch zu aktivieren, führten jedoch nicht zu einer Verringerung des Kalziumspiegels oder der axonalen Schäden.

In der Zwischenzeit untersuchte ich das Potenzial der Verwendung von Membran-"Nanorupturen" für die gezielte Verabreichung von Pro-Arzneimitteln mit dem Ziel, Nebenwirkungen zu begrenzen, indem man sich auf geschädigte Axone konzentriert. Wir haben einen Sensor für Membranschäden entwickelt, der bei verschiedenen Zelltypen eingesetzt werden kann, und unsere Ergebnisse in der Fachzeitschrift Journal of the American Chemical Society. Die ersten Bemühungen zur Entwicklung von Prodrugs haben begonnen, aber es sind noch weitere Arbeiten erforderlich", erklärt Daniela.

Vini Tiwari schloss ihr Promotionsprojekt im Labor von Mikael Simons ab. "Ich untersuchte die epigenetische Regulierung von Mikroglia bei Alterung und Remyelinisierung. Das Projekt wurde durch eine wichtige Entdeckung unseres Labors aus dem Jahr 2018 motiviert: Eine mangelhafte Cholesterin-Clearance in gealterten Phagozyten stellt ein großes Hindernis für die Remyelinisierung im zentralen Nervensystem (ZNS) dar. Dies veranlasste uns zu untersuchen, wie altersbedingte Fehlfunktionen in angeborenen Immunzellen die Reparaturkapazität des ZNS beeinflussen.

Mikroglia und Makrophagen reagieren über eine Vielzahl von Rezeptoren auf Schäden im ZNS, doch mit zunehmendem Alter verlieren die Mikroglia ihre Anpassungsfähigkeit. Um dieses Problem anzugehen, untersuchten wir das Training des angeborenen Immunsystems und fanden heraus, dass der Bacillus Calmette-Guérin (BCG)-Impfstoff gealterte myeloische Zellen des ZNS verjüngen kann, teilweise über den HDAC1/2-Signalweg, wodurch die Remyelinisierung in einem LPC-induzierten Demyelinisierungsmodell gefördert wird, und veröffentlichten unsere Ergebnisse in Immunität (Cell Press).

Unsere Daten deuten darauf hin, dass altersbedingte epigenomische Veränderungen die Mikrogliafunktionen beeinträchtigen und dass ein Training des angeborenen Immunsystems diese Veränderungen rückgängig machen und die Reaktionsfähigkeit der Mikroglia nach einer demyelinisierenden Verletzung wiederherstellen kann", fasst Vini zusammen.

Postdoc-Leben

Vini hat die Interviews und Reisen erfolgreich abgeschlossen und ist jetzt Postdoc im Labor von Professor Christopher K. Glass an der University of California, San Diego (UCSD). Sie erklärt: "Meine Doktorarbeit hat mein Interesse an der epigenetischen Kontrolle der Makrophagenfunktion und deren Auswirkungen auf ihre Anpassungsfähigkeit in verschiedenen Geweben und bei verschiedenen Krankheiten verstärkt. Das brachte mich dazu, die epigenetischen Mechanismen zu erforschen, die die Plastizität der Mikroglia bei Gesundheit und Krankheit im ZNS regulieren. (ZNS)."

Daniela ist derzeit auf der Suche nach einer Postdoc-Stelle. "Ich bin fasziniert davon, wie molekulare Bahnen, Organellen und Zelltypen zusammenwirken, um Funktionen zu ermöglichen, und wie Störungen zu Krankheiten führen können. Ich kann mir keine Arbeit vorstellen, die intellektuelle Herausforderung und Kreativität mit praktischer technischer Arbeit so einzigartig verbindet. Die Beobachtung der Biologie durch ein Mikroskop ist unglaublich bereichernd!"