Wir untersuchen Erkrankungen, bei denen die Entwicklung und Funktion von Nervenzellen gestört ist. Dazu gehören das Fragile-X-Syndrom und die CDKL5-Defizienz. Im Mittelpunkt steht der Hippocampus, eine Hirnregion, die für Lernen und Gedächtnis besonders wichtig ist. Wir erforschen, wie sich Synapsen während der Entwicklung verändern, wie gliale Zellen wie Mikroglia und Astrozyten diese Prozesse beeinflussen und wie daraus langfristige Veränderungen im Verhalten entstehen können.
Mikroglia und Astrozyten sind keine passiven Begleitzellen. Sie erkennen Veränderungen im Nervengewebe, beeinflussen Synapsen, regulieren Entzündungsreaktionen und tragen zur Anpassungsfähigkeit neuronaler Netzwerke bei. Unsere Forschung möchte verstehen, wann diese Funktionen schützend wirken und wann sie zur Entstehung von Erkrankungen beitragen.
Ein weiterer Schwerpunkt ist die Frage, wie Entzündungen das Gehirn beeinflussen. Immunreaktionen können Nervenzellen und Synapsen verändern und dadurch Lern- und Gedächtnisprozesse beeinträchtigen. Wir untersuchen, wie Mikroglia und Astrozyten auf bakterielle oder virale Entzündungsreize reagieren und welche Schutzmechanismen Synapsen erhalten können.
Auf Basis dieser Erkenntnisse untersuchen wir mögliche Schutz- und Therapieansätze. Dazu gehören körpereigene Stoffwechselprodukte, bekannte Medikamente mit möglicher neuer Anwendung, entzündungshemmende Strategien und gezielte Interventionen während sensibler Entwicklungsphasen.
Unsere Forschung zeigt, dass Hirnentwicklung, Entzündung und synaptische Plastizität eng miteinander verbunden sind. Die folgenden Beispiele eignen sich für eine laufend aktualisierbare Website-Rubrik "Forschungsergebnisse".
In einem Mausmodell des Fragilen-X-Syndroms konnten wir zeigen, dass gezieltes räumliches Gedächtnistraining während der Adoleszenz langfristige Veränderungen im Hippocampus abschwächen und Gedächtnisleistungen im Erwachsenenalter verbessern kann. Das weist darauf hin, dass sensible Entwicklungsphasen therapeutisch besonders relevant sein könnten.
s. Zeitouny, C., Korte, M. & Michaelsen-Preusse, K. (2023). Prolonged and specific spatial training during adolescence reverses adult hippocampal network impairments in a mouse model of fragile X syndrome. Neurobiology of Disease, 185, 106240.
Komplexe Zellkulturmodelle zeigen, dass weibliche und männliche Nervenzell-Mikroglia-Kulturen unterschiedlich auf virale Reize reagieren können. Dies unterstreicht, dass Geschlechtseffekte in der Hirn- und Infektionsforschung berücksichtigt werden müssen.
s. Gabele et al. 2024
In Cdkl5-Mausstudien zeigte sich, dass Störungen der Synapsenfunktion und des Verhaltens sich über die Zeit entwickeln und je nach Alter, Hirnregion und Geschlecht unterschiedlich ausfallen können. Das ist wichtig, um Therapien künftig im richtigen Zeitfenster einzusetzen.
s. Kannan et al. 2025
In Modellen der Neuroinflammation konnten körpereigene Stoffwechselprodukte wie Itaconat und Mesaconat entzündliche Prozesse im Gehirn abschwächen, die Aktivierung von Mikroglia reduzieren und synaptische Funktionen schützen.
s. Ohm et al. 2024
In einem komplexen Zellkulturmodell konnte Ceftriaxon Entzündungsfolgen eines Virus-Mimetikums abschwächen, indem es unter anderem die Glutamat-Aufnahme durch Astrozyten verbesserte, Synapsen schützte und gestörte Stoffwechselwege normalisierte.
s. Shi et al. 2025