Experimentelle Forschung

Ein Arbeitsschwerpunkt der Arbeitsgruppe „Experimentelle Neurochirurgie“ besteht darin, die Pathophysiologie von Glioblastomen, hochmalignen hirneigenen Tumoren, aber auch von Hirnmetastasen verschiedener Entitäten besser zu verstehen. Der Fokus der Untersuchungen liegt unter anderem darauf, die funktionelle und biologische Bedeutung verschiedener Tumorzell-Subpopulationen (z.B. ruhende „dormante“ Tumorzellen oder Tumorstammzellen) genauer zu untersuchen, aber auch ihre Interaktion mit umgebenden Stroma-Zellen (z.B. Mikrogliazellen als Tumor-infiltrierende Immunzellen) zu analysieren. Von besonderem Interesse ist hierbei die Rolle von Cyto- und Chemokinen sowie anderen inflammatorischen Mediatoren, welche direkte Einflüsse auf die Progression verschiedener Tumoren ausüben. Auch werden intensiv alternative Therapeutika und neuartige Möglichkeiten deren - möglichst nebenwirkungsarmen - Applikation untersucht, mittels u.a. funktioneller Bildgebung Aspekte des Tumormetabolismus analysiert sowie die Möglichkeit einer bereits intraopertiv durchgeführten  epi-genomische Diagnostik von Hirntumoren mittels Nanoporesequenzierung erforscht .

Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeitsgruppe „Experimentelle Neurochirurgie“ besteht in der Erforschung sekundärer Schadenskaskaden nach spinalem Trauma. So beschränken sich bei spinalen Dysraphien, dem sogenannten „offenen Rücken“, die Therapiemöglichkeiten auf die chirurgische Rekonstruktion der Fehlbildung. Daher wird z.B. die Rolle inflammatorischer und neuroprotektiver Mediatoren im Plakodengewebe untersucht um potenzielle Therapieansätze zu identifizieren. Auch bei geschlossenen Fehlbildungen kann es zu einem sogenannten „Tethering“ des Rückenmarkes kommen, daher werden unter anderem molekulare Mediatoren, die für das Anheften nervaler Strukturen eine Rolle spielen, betrachtet.

Schließlich werden in einem weiteren Forschungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe „Experimentelle Neurochirurgie“ verschiedene Einflüsse des MRT-gesteuerten fokussierten Ultraschalls (MRgFUS) auf entzündliche Prozesse im zentralen Nervensystem untersucht. Der MRgFUS ist ein Verfahren, bei dem ohne den Schädel öffnen zu müssen in der Tiefe des Gehirns eine kleine Narbe erzeugt wird. Dies gelingt durch gezielte Bündelung der Ultraschallwellen im zuvor festgelegten Zielpunkt. Als Resultat dessen kommt zu einer Erhitzung des Gewebes. Diese Methode kommt zurzeit vor allem bei Patient*innen mit Bewegungsstörungen zur Anwendung. Da es bei diesem Verfahren mitunter zu einer Umgebungsreaktion kommen kann, welche dann auch bei den Patient*innen zu vorrübergehenden Beschwerden führen kann, ist das übergeordnete Ziel der Untersuchungen ein besseres Verständnis für die Entstehung dieser Umgebungsreaktion zu generieren. Des Weiteren soll der Effekt von neuroprotektiven und antiinflammatorischen Substanzen untersucht werden.

Der Schwerpunktbereich „experimentelle vaskuläre Neurochirurgie“ beschäftigt sich mit der Rolle verschiedener zellulärer Komponenten der neurovaskulären Nische im ischämischen Schlaganfall. Im Zentrum stehen hier insbesondere die Perizyten und ihre Progenitorzellen, welche als integraler Bestandteil der Bluthirnschranke maßgeblich in die Pathophysiologie des ischämischen Schlaganfalles involviert sind. Eine Therapie des ischämischen Schlaganfalles auf zellulärer Ebene ist bis dato nur eingeschränkt möglich. Ein Verständnis der Reorganisation von Perizyten, ihrer Neubildung und der Integration unter der pathologischen Kondition eines Schlaganfalles ist hierfür ein essentieller Baustein. Hier wird speziell der Einfluss von Perizyten und Perizytenprogenitorzellen auf Infarktgröße und Organisation der neurovaskulären Nische nach einem Schlaganfall untersucht.