Institut für Neubiologie an der HHU

Hightech-Mikroskop gibt neue Aufschlüsse über Hirnfunktion

Jan Meyer am neuen FLIM-Multiphotonen-Laserscanning-Mikroskop am Institut für Neurobiologie.
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Jan Meyer am neuen FLIM-Multiphotonen-Laserscanning-Mikroskop am Institut für Neurobiologie.

Mit dem FLIM-Multiphotonen-Laserscanning-Mikroskop können Ionenverschiebungen im Körper gemessen werden.

Von Stephan Eppinger

Düsseldorf. Am Institut für Neurobiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) ist ein neues Großgerät in Betrieb gegangen: ein FLIM-Multiphotonen-Laserscanning-Mikroskop. Mit ihm sollen Ionenverschiebungen, insbesondere von Natriumionen, innerhalb von Nervengeweben gemessen werden. Dies kann neue Aufschlüsse sowohl über grundlegende Hirnfunktionen als auch über Fehlfunktionen bei neurodegenerativen Erkrankungen geben.

Das Element Natrium ist für neuronale Prozesse im lebenden Organismus von großer Bedeutung. Durch eine niedrige Konzentration von Natriumionen innerhalb von Nervenzellen können zum Beispiel die elektrischen Signale im Gehirn erst generiert werden. Ist die Natriumkonzentration in den Zellen dauerhaft erhöht, kann dies mit Funktionsverlusten einhergehen und Nervenzellen schädigen, was zur Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen beitragen kann.

Das HHU-Institut für Neurobiologie um Prof. Christine Rose zählt zu den Pionieren und weltweit anerkannten Experten auf dem Gebiet der Natriummessung in Gehirnzellen und hat dabei einige wichtige Beiträge zum Verständnis von Gehirnprozessen geliefert.

Ein wichtiges Werkzeug der Düsseldorfer Arbeitsgruppe ist die sogenannte Multiphotonen-Laserscanning-Mikroskopie. Bei dem nun neu beschafften Mikroskop handelt es sich um ein System mit einer Erweiterung für sehr schnelle Fluoreszenzlebenszeitmessungen (FLIM) und einer Optogenese-Einheit. Es erlaubt, Natriumveränderungen in kleinsten zellulären Kompartimenten im intakten Gehirngewebe quantitativ zu erfassen, und lässt auch genaue Rückschlüsse auf die Verteilung verschiedener anderer Ionen zu.

Forscher passen Geräte an ihre speziellen Bedürfnisse an

Die Anschaffung des Geräts wurde durch eine Großgerätebeschaffung möglich, deren Kosten Bund, Land NRW und der HHU gemeinsam tragen. Dabei wurde ein sehr leistungsfähiges, kommerziell erhältliches Mikroskop in Zusammenarbeit mit den Herstellern von Laborleiter Karl Kafitz und seinen Kollegen Jan Meyer und Niklas Gerkau vom Institut für Neurobiologie modifiziert. Sie fügten neue Komponenten hinzu, die an der HHU entwickelt und in den Zentralwerkstätten der Biologie hergestellt beziehungsweise angepasst wurden. „Das neue System konnten wir optimal an unsere speziellen Erfordernisse anpassen, so dass wir in Zukunft Experimente mit bisher nicht erreichter Sensitivität, Geschwindigkeit und Effizienz durchführen können“, sagt Kafitz.

Institutsleiterin Prof. Christine Rose freut sich über die Neuanschaffung: „Das Mikroskop wird entscheidend dazu beitragen, die zellulären Mechanismen der Schädigung von Hirngewebe bei Energiemangel besser analysieren zu können und damit auch ihre Ursachen besser zu verstehen.“ Damit werde das Gerät wichtige Dienste für die durch Rose koordinierte DFG-Forschungsgruppe 2795 „Synapsen unter Stress“ leisten.

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