Visualisierung von Proteinen und Zelltypen in den Neurowissenschaften

Das Nervensystem besteht aus einer überwältigenden Vielfalt spezialisierter Zellen, die jeweils durch die von ihnen exprimierten Proteine definiert sind. Zu verstehen, wo sich diese Zellen und Proteine befinden und wie sich diese Organisation im gesunden und im erkrankten Zustand verändert, ist für die Neurowissenschaften von grundlegender Bedeutung.

Die Immunhistochemie (IHC) und die Fluoreszenzmikroskopie bieten Forschern eine Methode, diese Organisation direkt zu beobachten. Durch die Markierung spezifischer Proteine im Nervengewebe können Forscher Neuronen, Astrozyten und Mikroglia identifizieren, Vorläuferzellen von absterbenden Zellen unterscheiden und Neuropeptid- sowie Neurotransmittersysteme kartieren. Von besonderer Bedeutung ist, dass diese Techniken es ermöglichen, zu vergleichen, wie sich die Proteinexpression und -lokalisierung zwischen gesundem und erkranktem Gewebe verändern.

Diese Art der Proteinvisualisierung ist besonders wertvoll in der Forschung zu neurodegenerativen Erkrankungen. So lassen sich beispielsweise pathologische Marker wie Amyloid-beta und Tau bei der Alzheimer-Krankheit sowie Alpha-Synuclein bei der Parkinson-Krankheit sichtbar machen, um krankheitsassoziierte Veränderungen zu untersuchen.

Wichtig ist, dass die Wahl des Antikörpers und der Nachweismethode Einfluss darauf haben kann, wie deutlich diese Zielmoleküle sichtbar gemacht werden. HistoSure-Antikörper von SYSY Antibodies wurden für formalinfixiertes, in Paraffin eingebettetes Gewebe entwickelt und ermöglichen den Proteinnachweis in konservierten Proben.

Für eine hochpräzise Fluoreszenzbildgebung bietenFluoTags von NanoTag Biotechnologies eine deutlich kleinere Alternative zu herkömmlichen IgG-Antikörpern. Ihre kompakte Größe verbessert die Gewebepenetration und den Zugang zu Epitopen, während die Fluorophore näher am Zielmolekül positioniert werden, was eine präzisere Lokalisierung ermöglicht.

Abbildung 1 – Die FluoTag®-Bildgebung von Hippocampus-Neuronen hebt synaptische und gliale Proteine hervor, wobei die STED-Mikroskopie feinere synaptische Details offenbart als die herkömmliche konfokale Bildgebung.

Untersuchung von Neuroinflammation, neuronalem Stress und Signalübertragung

Obwohl abnormale Proteinaggregate als typische Merkmale der Alzheimer- und Parkinson-Krankheit bekannt sind, kann neuronale Schädigung aus einem Netzwerk interagierender Prozesse entstehen, an denen Entzündungen, gestörte Signalübertragung, oxidativer Stress und Zelltod beteiligt sind (6).

Neuroinflammation wird größtenteils durch Entzündungsreaktionen von Gliazellen ausgelöst, während eine übermäßige Glutamat-Signalübertragung zu exzitotoxischen neuronalen Schäden führen kann (7). Bemerkenswert ist, dass oxidativer Stress auch zur Ferroptose beitragen kann, einer eisenabhängigen Form des regulierten Zelltods. Diese Prozesse treten nicht unabhängig voneinander auf, sondern können im Verlauf der Erkrankung miteinander interagieren und die neuronale Dysfunktion verstärken.

Mit Hilfe kleiner Moleküle können Forscher diese Signalwege gezielt stören und untersuchen, wie Neuronen und Gliazellen darauf reagieren. Focus Biomolecules bietet Verbindungen an, die mehrere dieser Mechanismen abdecken. Ibudilast kann Untersuchungen zur Neuroentzündung und Gliazellenaktivierung unterstützen, Kainsäure wird häufig zur Induktion neuronaler Erregung und zur Modellierung von Exzitotoxizität eingesetzt, während UAMC-4821 es Forschern ermöglicht, die Ferroptose und ihren Beitrag zur neuronalen Dysfunktion zu untersuchen.

2BScientific liefert zudem eine breite Palette an Antikörpern gegen relevante Ziele und Biomarker der Neurowissenschaften, wodurch Forscher Proteine, Zellpopulationen und Signalreaktionen im Zusammenhang mit diesen Versuchsmodellen untersuchen können.

Zusammen bieten Bildgebungsreagenzien, Krankheitsmodelle, kleine Moleküle und Antikörper komplementäre Ansätze zur Erforschung der komplexen biologischen Zusammenhänge, die neurologischen Erkrankungen zugrunde liegen.