Große gesellschaftliche Herausforderungen und die damit zusammenhängenden komplexen Fragen kann keine wissenschaftliche Disziplin allein beantworten. Ein Gedanke, den die Universität Bonn im Zuge der Exzellenzförderung vor zweieinhalb Jahren zum Anlass nahm, sechs uniweite sogenannte Transdisziplinäre Forschungsbereiche (Transdisciplinary Research Areas, TRA) mit unterschiedlichen thematischen Schwerpunkten einzurichten.
Für besonders innovative Ideen vergibt die TRA „Leben und Gesundheit“ bereits zum zweiten Mal Forschungspreise. „Die von uns ausgezeichneten Projekte unterstreichen das hohe Innovationspotenzial unseres wissenschaftlichen Schwerpunkts. Forscher aus verschiedenen Fachrichtungen bringen ihre Expertisen ein, um gemeinsam biomedizinischen Fragestellungen nachzugehen, deren Beantwortung nachhaltig in die Gesellschaft wirken kann“, betont Prof. Dr. Waldemar Kolanus, einer der beiden Sprecher des Transdisziplinären Forschungsbereichs „Leben und Gesundheit“.
Die ausgewählten Projekte
Organoide der menschlichen Netzhaut
Welche Mechanismen liegen Netzhauterkrankungen zugrunde? Um dieser Frage nachzugehen, entwickeln der Biotechnologe Prof. Dr. Volker Busskamp und die Immunologin Prof. Dr. Elvira Mass in ihrem gemeinsamen Projekt sogenannte Retina-Organoide. Dabei handelt es sich um kleine Stücke von Netzhautgewebe, die aus Stammzellen hergestellt werden und Organen nachgestellt sind. Komplexe Mechanismen wie das Zusammenspiel von Zellen im gesunden und kranken Zustand lassen sich auf diese Weise gut untersuchen; die gewonnenen Erkenntnisse sind grundlegend, um Therapien zu entwickeln. Die bisherigen Organoide der Netzhaut verfügen jedoch über kein Gefäßsystem und enthalten keine Immunzellen wie Mikroglia – die im Gehirn ansässigen Makrophagen. Da solche Organoide einem embryonalen Gewebe entsprechen, eignen sie sich nicht, um altersbedingte Krankheiten wie die altersbedingte Makuladegeneration nachzustellen.
Daher bringen die beiden Forschenden nun ihre Expertisen zusammen. Volker Busskamp ist darauf spezialisiert, mithilfe von Stammzellen Netzhautdegenerationen zu untersuchen, Elvira Mass ist Expertin für Immunologie und untersucht speziell Makrophagen, zu denen die Mikroglia zählen. Das Team möchte Endothel- und Mikrogliazellen aus menschlichen Stammzellen in wachsenden Netzhaut-Organoiden generieren, was zu einer funktionierenden Nährstoff- und Sauerstoffversorgung der inneren Gewebeteile führt. Die Forschenden sind sich sicher: Klappt der Ansatz, kann er nicht nur die Erzeugung von Organoiden der menschlichen Netzhaut vorantreiben, sondern auch dabei helfen, andere Organoidmodelle mit Gefäßen und Immunzellen zu entwickeln.
An dem Projekt beteiligt sind das LIMES-Institut (Life and Medical Sciences) der Universität Bonn und die Augenklinik des Universitätsklinikums Bonn.
Wie hängen das nasale Mikrobiom und Alzheimer zusammen?
Das nasale Mikrobiom und die Alzheimer-Krankheit – diese bisher wenig erforschte Beziehung untersuchen in ihrem gemeinsamen Projekt die Ernährungswissenschaftlerin Jun.-Prof. Marie-Christine Simon, die Psychiaterin Prof. Dr. Anja Schneider und der Neuropsychologe Prof. Dr. Michael Wagner. Da die Nase über den Riechnerv anatomisch eng mit dem Gehirn verbunden ist, könnte das nasale Mikrobiom, also die Gesamtheit der Bakterien im Inneren der Nase, einen Einfluss auf die Gehirnfunktion haben – ähnlich wie das Darmmikrobiom, das über die Darm-Hirn-Achse mit dem Gehirn verbunden ist.
Hinweise darauf gibt es bereits: Forschende konnten zum Beispiel feststellen, dass dem symptomatischen Beginn von Alzheimer und Parkinson ein gestörter Geruchsinn vorausgehen kann. Bei Alzheimer ist außerdem die Region des Gehirns, die direkten Input vom Riechhirn erhält, die erste betroffene Region, die eine Veränderung des sogenannten Tau-Proteins aufweist. Diese Veränderungen sind für das Auftreten der Krankheit entscheidend. Bislang gibt es jedoch keine Untersuchungen bei Menschen, ob molekulare Veränderungen im nasalen Mikrobiom und damit verbundene Entzündungen zur Entstehung und zum Krankheitsverlauf von Alzheimer beitragen. Um mögliche Zusammenhänge festzustellen, möchte das transdisziplinäre Forschungsteam jetzt das nasale Mikrobiom bei Alzheimer-Patientinnen und Patienten (im Frühstadium und im manifesten Stadium) sowie bei gesunden Kontrollpersonen untersuchen.
An dem Projekt beteiligt sind das Institut für Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften der Universität Bonn und die Klinik für Neurodegenerative Erkrankungen und Gerontopsychiatrie des Universitätsklinikums Bonn.