Visualisierung von Zelltod nach experimentellem Schlaganfall in der Maus

Wie funktioniert die Methode, mit der du die sterbenden Zellen sichtbar machen konntest?

Zellen können verschiedene Signalwege aktivieren, die zum Zelltod führen. Bei einem ischämischen Schlaganfall kommt es zu einer Verringerung oder Unterbrechung des Blutflusses im Gehirn durch ein Blutgerinnsel. Dabei sterben Zellen unter anderem durch Apoptose, eine Form des Zelltodes, die von der Zelle selbst eingeleitet wird. Dabei gelangt das Molekül Phosphatidylserin, welches sich normalerweise auf der Innenseite der Zellmembran befindet, an die Zelloberfläche. Dort wird es von Fresszellen erkannt, die dann die toten Zellen aufräumen. In meiner Arbeit habe ich dieses Molekül auf der Zelloberfläche mittels des Markers Annexin A5 sichtbar gemacht. Dieser bindet nämlich ebenfalls an das Molekül und markiert so die toten Zellen.

Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie heißt eines der Verfahren, mit dem du den Marker sichtbar gemacht hast. Ist die Erklärung des Verfahrens so kompliziert wie sein Name?

Um einen Marker, der an ein bestimmtes Zielmolekül bindet, sichtbar zu machen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Häufig werden unterschiedliche Arten der Fluoreszenzbildgebung verwendet. So habe ich zunächst erste Untersuchungen im Nahinfrarotbereich durchgeführt, da Nahinfrarotlicht besonders tief ins Gewebe eindringen kann. Ich konnte dadurch den Marker etablieren sowie erste Erkenntnisse über das Vorkommen von Apoptose nach ischämischem Schlaganfall erzielen.
Dieses Verfahren ist aber zeitlich und räumlich begrenzt und nicht absolut quantifizierbar – also in Zahlen zu fassen. Ziel meiner weiteren Arbeit war es jedoch, den Verlauf und das Ausmaß des Zelltods zu messen, was einer Methode bedurfte, die mehrfach hintereinander über mehrere Tage durchgeführt werden konnte. Deshalb haben wir uns für die Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie entschieden, bei der der Marker radioaktiv markiert werden muss und dann die entstehende Strahlung detektiert wird. Der Computer verarbeitet das Signal dann zu einem 3D-Bild und die Menge der entstehenden Strahlung kann direkt in Zahlen gefasst werden.

Die Hauptstudie deiner Dissertation ist eine Negative Results Study. Was ist damit gemeint und weshalb hast du dich dafür entschieden, diese zu publizieren?

In der heutigen Zeit und im derzeitigen Publikationswesen ist es besonders erstrebenswert und damit leichter, Resultate zu veröffentlichen, die neu sind und möglichst bahnbrechende Erkenntnisse erbringen. Man spricht von einem sogenannten Publikationsbias oder einer Publikationsverzerrung. Erkenntnisse, die nicht-signifikante Unterschiede zeigen, werden also weniger häufig publiziert und erzielte Effekte beispielsweise von neuen Therapieansätzen werden dadurch überschätzt. In meinem Fall war es nicht möglich, eine für die Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie hergestellte Variante des Annexin A5 im Schlaganfall nachzuweisen. Möglicherweise lag das daran, dass diese Variante des Markers nicht die Blut-Hirn-Schranke passieren konnte, die verhindert, dass unerwünschte Stoffe ins Gehirn gelangen. Jedoch konnte ich in meiner Positivkontrolle zeigen, dass der Marker an sich funktioniert. Solche Erkenntnisse, aber auch andere ‚Negativ‘-Resultate, sind informativ und wichtig für die wissenschaftliche Community. Deswegen habe ich mich entschieden diese Ergebnisse zu publizieren. Einige wissenschaftliche Journale bieten dafür spezielle Sektionen an bzw. nehmen grundsätzlich auch ‚Negativ‘-Resultate an, solange sie eine entsprechende technische und wissenschaftliche Qualität aufweisen.

Du bist weiterhin in der Schlaganfallforschung tätig. Wie würdest du deine Arbeit nun rückblickend einordnen?

Ich habe seitdem weitere Untersuchungen zu den Mechanismen, die zum Zelltod nach Schlaganfall führen, durchgeführt. Vor allem habe ich mich auf Blutungen im Gehirn fokussiert. Dabei sind interessanterweise zum Teil ähnliche, aber auch andere Signalwege beteiligt. Auch ist die Art des Zelltods unterschiedlich bei unterschiedlichen Arten von Gehirnzellen. Meine Doktorarbeit war also ein guter Anfang, aber es bleibt weiterhin spannend und es gibt viel zu erforschen. Vor allem ist es mir wichtig, dass unser Wissen einfließt in die Entwicklung neuer Therapien für Schlaganfälle sowie andere neurologische Erkrankungen.