Biomaterialien für die Regeneration von Nervenzellen

Ein Kooperationsprojekt der Universität Mainz zur Regeneration des Nervensystems erhält sechs Millionen Euro. Mit am Projekt beteiligt sind das Max-Planck-Institut für Polymerforschung und das Leibniz-Institut für Resilienzforschung.

Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert ein Forschungsprojekt an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) mit sechs Millionen Euro. In dem Projekt „Interactive Biomaterials for Neural Regeneration” (InteReg) wird ein Forschungsteam aus Neurobiologie, Neuroimmunologie, Chemie und Polymerforschung daran arbeiten, präzisionsgefertigte, synthetische Biomaterialien herzustellen, um neurologische Erkrankungen zu behandeln. „Wir werden interaktive Biomaterialien entwickeln, die die Zellen des zentralen Nervensystems anweisen, die Regeneration nach einer traumatischen Verletzung am Gehirn oder Rückenmark oder bei Multipler Sklerose zu unterstützen“, erklärt Prof. Claire Jacob, Sprecherin des Projekts vom Fachbereich Biologie der JGU. Als Kooperationspartner sind das Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) und das Leibniz-Institut für Resilienzforschung (LIR), beide ebenfalls in Mainz, beteiligt. Die Förderung erstreckt sich über fünf Jahre, die Arbeiten werden Anfang 2025 aufgenommen.

Neurologische Erkrankungen als Ursache für Behinderung und Sterblichkeit

Neurologische Erkrankungen sind die Hauptursache für eine Behinderung und die am schnellsten wachsende Ursache für die Sterblichkeit bei nichtübertragbaren Krankheiten. Unter jungen Erwachsenen ist Multiple Sklerose (MS) die häufigste degenerative Erkrankung des Zentralnervensystems. Bei Verletzungen des Rückenmarks oder des Gehirns, etwa durch einen Auto- oder Sportunfall, werden sowohl Axone als auch das Myelin beschädigt. Eine spontane Regeneration nach einer traumatischen Verletzung ist sehr ineffizient und oft sind schwere und dauerhafte Behinderungen die Folge. Derzeit leben weltweit 64 Millionen Menschen mit einer Gehirn- oder Rückenmarksverletzung.

Biologie, Chemie, Medizin und Polymerforschung kombinieren ihre Expertise

Bislang gibt es jedoch kaum Strategien, um eine Reparatur des Nervensystems zu fördern, und ebenso gibt es keine Medikamente für eine wirksame regenerative Behandlung. Hier setzt das Projekt InteReg ein. Sein Alleinstellungsmerkmal ist nach Angaben der Universität Mainz die Präzisionsentwicklung interaktiver Biomaterialien mit programmierbaren Funktionen. „Programmierbar bedeutet, dass diese Materialien leicht angepasst werden können, um die richtigen Signale zum richtigen Zeitpunkt mit hoher Spezifität zu liefern“, erklärt Jacob. Dazu werden zum ersten Mal zwei individuelle Forschungsschwerpunkte in Mainz zusammengeführt: die starke Expertise bei weichen Biomaterialien sowie das Fachwissen auf dem Gebiet der Hirn- und Rückenmarksverletzungen und der Multiplen Sklerose. „Indem wir eine Brücke zwischen diesen Kompetenzbereichen bilden und die Domänen aus der Biologie, Chemie, Medizin und Polymerforschung verbinden, können wir einzigartige Impulse für Therapielösungen setzen“, ist die Neurobiologin überzeugt.

Konkrete Projekte sind unter anderem die Herstellung von programmierbarer extrazellulärer Matrix zur Reparatur von Rückenmarksverletzungen und die Entwicklung von Nanocarriern, die spezifisch auf Vorläuferzellen der Oligodendrozyten abzielen.

Von den Grundlagen bis zu klinischen Studien

Die Arbeiten der Gruppe werden im Januar 2025 beginnen und sollen innerhalb von fünf Jahren möglichst zu ersten therapeutischen Lösungen führen. „Wir haben ein großes Potenzial, um den Weg von der Grundlagenforschung bis zur Umsetzung im Rahmen von klinischen Studien zu gehen“, erklärt Jacob. Mitglieder des Forschungsteams verfügen über 55 Patente und zwei Start-ups, das Interdisziplinäre Zentrum Klinische Studien (IZKS) der Universitätsmedizin Mainz könnte das Projekt unterstützen.