Die Neurobiologin Sandra Siegert nutzt die Retina als Modell fürs Gehirn. Sie will wissen, wie Immunzellen das Nervensystem verändern und wie dies zu Nervenerkrankungen führt.
„Mich hat immer schon interessiert, wie eine genetische Mutation zu einer Erkrankung führen kann“, sagt Sandra Siegert, Gruppenleiterin am Institute of Science and Technology (IST) Austria in Klosterneuburg. Die deutsche Forscherin lebt seit zwei Jahren in Österreich und will hier herausfinden, wie Zellen des Nervensystems und des Immunsystems im kranken und im gesunden Zustand miteinander kommunizieren. „Wenn eine Mutation entdeckt wird, müssen wir untersuchen, was die Mutation verursacht und welche Effekte sie auf das ganze System hat“, beschreibt Siegert. Ihr Team konzentriert sich auf bestimmte Zellen im Gehirn, die erst seit Kurzem in den Fokus der Forschung gerückt sind. „Mikrogliazellen sind seit über 100 Jahren bekannt. Aber die Neurowissenschaftler dachten bisher, dieser Zelltyp gehöre zum Immunsystem und habe wohl keinen direkten Einfluss auf die Funktionen der Nervenzellen“, sagt Siegert.
Gliazellen machen circa die Hälfte der Zellen in unserem Gehirn aus. „Glia“ ist Griechisch für „Leim“ oder „Kleber“, da diese Zellen das Gehirn zusammenhalten und stützen. „Ohne Gliazellen kann das Nervensystem nicht funktionieren, denn sie versorgen Nervenzellen mit Nahrung und entsorgen deren Müll“, so Siegert.
Mikroglia bewegen sich frei
20 Prozent der Gliazellen bestehen aus Mikroglia: Diese Zellen reagieren normalerweise auf Verletzungen und Erkrankungen der Nervenzellen und sind Bestandteil des Immunsystems. „Vor zehn Jahren wurde entdeckt, dass die Mikroglia nicht fest an ihren Plätzen sitzen, sondern sich frei durchs Nervensystem bewegen und mit verschiedenen Nervenzellen interagieren“, sagt Siegert. Dabei ist stets wichtig, ob diese Mikrogliazellen aktiviert sind oder nicht. In aktivierter Form verändern sie ihre Struktur von lang und dünn auf kurz und dick und fangen an, Zellstrukturen einzukapseln und anschließend zu verdauen. „Interessanterweise findet man diese aktivierten Mikroglia in vielen Krankheiten des Gehirns – wie Alzheimer, Multiple Sklerose oder Parkinson. Auf der anderen Seite scheinen diese aber auch wichtig für eine korrekte Entwicklung des Gehirns zu sein“, so Siegert. Ihr Team will also herausfinden: Wodurch werden Mikrogliazellen aktiviert, und woher weiß eine Mikroglia, wann sie krankhafte Zellen oder Zellteile entfernen soll, und wann nicht? Als Modell für das Gehirn dient hier die Netzhaut, weil in ihr verschiedene Nervenzelltypen vorkommen und die dünne Schicht leichter zu manipulieren ist.
Einerseits sind hier Mäuse mit definierten genetischen Mutationen die Modelltiere. Andererseits schaffen die Forscher in Klosterneuburg es, aus induzierten pluripotenten Stammzellen (IPS), die man aus der Haut von Menschen gewinnt, kleine Netzhautmodelle im Laborschälchen wachsen zu lassen: So kann man die Ergebnisse von Mäusen in ein menschliches System übertragen. „Wir können erkrankte Mikroglia in gesunde 3-D-Retina-Strukturen des Menschen einbringen und beobachten, was passiert“, sagt Siegert. Sie hat sich bewusst für das IST Austria entschieden, als sie aus der USA wieder nach Europa zurückkehren wollte. Dort forschte sie vier Jahre am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Bostons Nachbarort Cambridge. „Das wissenschaftlich so reiche Umfeld dort war sehr inspirierend. Man ist so nahe an den neuesten Fortschritten der Wissenschaft.“
Beim Besuch in Klosterneuburg hat sie der Aufbruchsgeist beeindruckt: In dem internationalen Umfeld gehen die Kollegen sehr offen miteinander um. „Ich brauche das: mit Kollegen diskutieren, die aus anderen Disziplinen, etwa Mathematik oder Informatik, kommen.“
In Boston fuhr Siegert schon alle Wege mit dem Fahrrad, und in Wien hat sie sich ein E-Bike zugelegt, um auch hier zeitliche Flexibilität und Bewegung zu kombinieren. Denn für Sport bleibt wenig Möglichkeit, wenn sie lange und oft auch am Wochenende arbeitet. „Ich versuche dennoch, jeden Abend auf meiner Geige zu spielen. Denn ich merke, dass ich beim Geigespielen den Gehirnteil entspannen kann, den ich beim Arbeiten viel benutzte.“
ZUR PERSON
Sandra Siegert (36) studierte in Frankfurt am Main Biologie und ging für ihre Doktorarbeit ans Friedrich-Miescher-Institut nach Basel in die Schweiz, wo sie sich mit den molekularen und genetischen Mechanismen der Nervenzellen in der Netzhaut beschäftigt hat. Von 2011 bis 2015 forschte Siegert am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, USA, und kam dann nach Österreich als Gruppenleiterin am IST Austria in Klosterneuburg.
Alle Beiträge unter:diepresse.com/jungeforschung
("Die Presse", Print-Ausgabe, 15.07.2017)