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Eine neu entwickelte Mikroskopiertechnologie erlaubt es erstmals, mehr als 30 Protein-Marker gleichzeitig im menschlichen Gehirn sichtbar zu machen und bioinformatisch deren Lagebeziehungen zueinander zu untersuchen. Dabei wurde eine bislang unbekannte Immunzell-Population im Gehirn von Alzheimer-Erkrankten entdeckt, die nahezu ausschließlich in der Umgebung einer bestimmten Form von krankhaften Proteinablagerungen zu finden ist. Die neue Methode könnte auch die Untersuchung von Tumoren und das Erforschen anderer Erkrankungen nachhaltig verändern. Die Forschungsergebnisse wurden soeben in der renommierten Fachzeitschrift Nature Neuroscience veröffentlicht.
Ein internationales Forschungsteam hat eine bislang unbekannte Immunzellpopulation im menschlichen Gehirn entdeckt, die eng mit der Entstehung der Alzheimer-Erkrankung verknüpft sein könnte. Möglich wurde dies durch eine neu entwickelte Methode, die moderne Mikroskopie mit hochkomplexer Bioinformatik verbindet und neue Blicke auf das komplexe Zellgeschehen im Gehirn ermöglicht. Die Methode namens CODEX-CNS erlaubt es erstmals, mehr als 30 verschiedene Proteine gleichzeitig in einem einzigen Gewebeschnitt sichtbar zu machen und auf Einzelzellebene zu analysieren.
Forschende können damit verschiedene Zelltypen gleichzeitig darstellen, deren funktionelle Eigenschaften untersuchen und darüber hinaus die räumlichen Beziehungen zwischen Zellen analysieren.
„Mit dieser Methode können wir im Prinzip das gesamte zelluläre Zusammenspiel im menschlichen Gehirn in einem Bild erfassen, inklusive krankhafter Veränderungen und der Interaktionen zwischen den Zellen“, erklärt Erstautor Dennis-Dominik Rosmus, der die Untersuchungen am Lehrstuhl für Anatomie und Zellbiologie der Medizinischen Fakultät der Universität Augsburg und am Institut für Anatomie der Universität Leipzig durchführte, mittlerweile aber am Universitätsklinikum Leipzig tätig ist.
Breit anwendbare Methode
„Wir haben mittels CODEX-CNS das Gehirn von Alzheimer-Erkrankten untersucht, aber man kann die Methode auch auf andere Erkrankungen des Gehirns anwenden“, erklärt Peter Wieghofer, Professor für Zelluläre Neuroanatomie am Lehrstuhl für Anatomie und Zellbiologie an der Universität Augsburg. „Mit Modifikationen ist sie auch auf andere Organe übertragbar, so dass man damit in Zukunft verschiedene Marker für spezifische Fragestellungen zusammenstellen kann. Sie ist damit in der medizinischen Forschung sehr breit anwendbar. Beispielsweise ist die Netzhaut ebenfalls Teil des zentralen Nervensystems und wie das Gehirn von ortsständigen Immunzellen, den Mikroglia, besiedelt, welche im Fokus der aktuellen Studie stehen."
Insbesondere erlaubt die Methode das systematische Untersuchen wie und welche Zellen sich im Gewebe gegenseitig beeinflussen. Diese Nachbarschaftsbeziehungen sind nicht nur im Gehirn für das Verständnis von neurodegenerativen Erkrankungen wichtig, sondern z. B. auch bei Krebs, um Tumorwachstum und Immunreaktionen besser zu verstehen.
Neue Zellpopulation bei Alzheimer
Durch die Anwendung dieser Methode auf das Gehirngewebe von Alzheimer-Patientinnen und -Patienten gelang den Forschenden eine entscheidende Entdeckung: eine spezielle krankheitsassoziierte Gruppe von Immunzellen (sogenannte Mikrogliazellen), die sich gezielt an einer bestimmten Form von typischen Alzheimer-Proteinablagerungen (Amyloid-β-Plaques) ansammelt. Diese Zellen liefern wichtige Hinweise darauf wie Entzündungsprozesse und Immunreaktionen zur Entstehung und zum Fortschreiten der Krankheit beitragen. „Die Methode eröffnet uns neue Möglichkeiten für die personalisierte Medizin und zielgerichtete Therapien“, sagt Wieghofer weiter.
Anwendungsfall altersbedingte Makuladegeneration
In Augsburg wird Cavanagh Gohlich weiter mit CODEX-CNS arbeiten. Sie promoviert in der Arbeitsgruppe von Peter Wieghofer und wendet die Methode auf altersbedingte Makuladegeneration an. Sie ist Ko-Autorin der vorliegenden Veröffentlichung und war an der Oregan State and Health University in Portland, USA, unter Prof. Dr. Bahareh Ajami an der Etablierung von CODEX-CNS im Labor beeiligt. Gohlich ist eine der Teilnehmerinnen der ersten Augsburg Research School of the Faculty of Medicine (AUGMENT) der Medizinischen Fakultät.
Prof. Dr. Peter Wieghofer
Professor für Zelluläre Neuroanatomie
Telefon: +49 (0) 821 598 - 2798
peter.wieghofer@med.uni-augsburg.de
Sanchez-Molina, P., Rosmus, DD., Brownell, D. et al. Spatial proteomic analysis in human Alzheimer’s disease brains enables identification of microenvironment-dependent microglial cell states. Nat Neurosci (2026).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41593-026-02267-3
Criteria of this press release:
Journalists, all interested persons
Biology, Medicine
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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