Kurzbeschreibung des Forschungsgebietes: 

Die Vielfalt und Präzision der neuronalen Verknüpfungen im Gehirn und im Rückenmark ermöglichen die außergewöhnlich komplexen motorischen, sensorischen und kognitiven Leistungen des Zentralen Nervensystems (ZNS). Das ZNS kann diese Leistungen aber nur dann erbringen, wenn seine Struktur und Funktion intakt sind. Durch Unfälle oder Erkrankungen bedingte Verletzungen des ZNS können zur Unterbrechung von Faserbahnen führen und dadurch meist schwerwiegende und irreparable Bewegungs- und Sensibilitätsstörungen zur Folge haben. Beispiele hierfür sind die Querschnittslähmung bei Verletzungen des Rückenmarks oder die irreparable Erblindung nach Schädigungen der Sehnerven. Bis heute gibt es noch keine klinisch relevanten Therapieverfahren zur Heilung.

Der Hauptgrund für die permanenten Funktionsverluste durch diese Verletzungen liegt in der mangelnden spontanen Regenerationsfähigkeit durchtrennter Axone im ZNS. Die Ursachen hierfür sind nach wie vor nicht ausreichend verstanden. Ein tieferes Verständnis der molekularen Mechanismen ist aber notwendig, um neue therapeutische Ansatzpunkte entwickeln zu können. Neue Strategien zur erfolgreichen axonalen Regeneration haben auch klinische Relevanz für die Behandlung von Schlaganfällen oder neurodegenerativen Erkrankungen wie z.B. Multiple Sklerose, Morbus Parkinson und Morbus Alzheimer. So könnten z. B. nach erfolgreicher Stimulation gesunde Neurone erneute axonale  Verbindungen zu den ursprünglichen Zielgebieten der degenerierten Neurone herstellen und so funktionelle Defizite kompensieren. Die Entwicklung von innovativen Therapieverfahren zur axonalen Regeneration stellt heute daher eine der größten Herausforderungen der klinischen Neurowissenschaften dar.

Das Ziel unseres Labors besteht einerseits darin, die molekularen Ursachen des Regenerationsdefizits im ZNS zu untersuchen und zu verstehen sowie andererseits neue therapeutische Ansatzpunkte für eine  erfolgreiche Regeneration zu entwickeln.

Hierfür verwenden wir Nervenzellen der Netzhaut, die so genannten Retinalen Ganglienzellen (RGZ). RGZ stellen  typische Projektionsneurone des ZNS dar und zeigen nach einer Verletzung des Axons ebenfalls keine erneute Regeneration. In den letzten Jahren ist es uns gelungen durch die Identifizierung und Anwendung von Faktoren aus Makrophagen diese Zellen zu einer erneuten Regeneration anzuregen. Ergänzend dazu haben wir gentherapeutische Strategien entwickelt, mit denen inhibitorische Signalwege, die ebenfalls für die Nicht-Regenerierbarkeit von ZNS-Neuronen verantwortlich sind, auszuschalten. Mit Hilfe dieser Verfahren ist eine moderate Regeneration im ZNS bei Nagern möglich. Im Mittelpunkt unserer gegenwärtigen Forschung steht die genaue Untersuchung der molekularen Mechanismen, die diesen regenerativen Prozessen zugrunde liegen bzw. diese ermöglichen. Ziel ist es hierdurch neue therapeutische Strategien zu entwickeln, die in Zukunft auch in anderen Bereichen des ZNS angewendet werden können und vielleicht auch beim Menschen Anwendung finden könnten.

Auswahl der wichtigsten Publikationen (5-10)

Fischer D, Petkova V, Thanos S and Benowitz LI (2004)
Switching mature retinal ganglion cells to a robust growth state in vivo: gene expression and synergy with RhoA inactivation;
J. Neuroscience 24(40): 8726-8740

Fischer D, He Z and Benowitz LI (2004)
Counteracting the Nogo receptor enhances optic nerve regeneration if retinal ganglion cells are in an active growth state; J. Neuroscience, 18; 24(6): 21646-21651

Gooley JJ, Lu J, Fischer D and Saper CB (2003) A broad role for melanopsin in non-visual photoreception; J. Neuroscience 23(18): 7093-7106 

Yin Y, Cui Q, Li Y, Irvine N, Fischer D, Harvey AR and Benowitz LI (2003) Macrophage-derived factors stimulate optic nerve regeneration; J. Neuroscience 23(6): 2284-2293

Fischer D, Heiduschka P and Thanos S (2001) Lens-injury stimulated axonal regeneration throughout the optic pathway of adult rats; Exp. Neurol. 172 (2): 257-272

Fischer D, Pavlidis M and Thanos S (2000) Cataractogenic lens injury prevents traumatic ganglion cell death and promotes axonal regeneration both in vivo and in culture; Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 41 (12): 3943-3954

Pavlidis M, Fischer D and Thanos S (2000) Photoreceptor degeneration in the RCS-rat strain down-regulates ganglion cell ability for dendritic transport and propensity for axonal regeneration; Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 41(8): 2318-2328