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Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

Neue Quelle für exzitatorische Nervenzellen im Gehirn entdeckt (Nature Neuroscience 12, 1524) Mausmodelle für die präsymptomatische Phase der Parkinsonerkrankung (Genes Brain Behav. 2010 Apr;9(3):305-1) Forscher finden schnelle­ ren Weg, um gezielt Gene im Säugetiergenom zu verändern (PNAS doi:10.1073/pnas.1009424107) Erbliche Risikofaktoren für Erkrankungen des ZNS identifiziert (Nat Genet. 2008 Aug;40(8):946-8)

kompakt Mental Health

Fortschritte zur Therapie geschädigter Hirnzellen: Stützzellen in spezifische Neuronen umgewandelt (PLoS Biol.2010 Mai 8 (5):e1000373) Ein Gendefekt allein reicht nicht: warum die Nervenzellen schwinden (PLoS Biol. 2010 Apr 6;8(4))


Neurologische und psychatrische Erkrankungen nehmen zu heute Infektion der unteren Atemwege (z. B. Lungenentzündung) 6,2 %

Durchfallerkrankungen 4,8 %

Depression 4,3 %

2030 1 2 3

Depression 6,2 %

Akutes Koronarsyndrom (z. B. Herzinfarkt) 5,5 %

Verkehrsunfälle 4,9 %

Quelle: WHO; dargestellt ist die Krankheitslast (DALYs)

Häufigkeit von Demenzen in Europa Mio. Patienten 16

14

12

10

8 2005

2010

2015

2020

2025

2030

2020

2025

2030

Kosten von Demenzen in Europa Mrd. € 300.000

250.000

200.000

150.000 2005

2010

2015

Quelle: www.alzheimer-europe.org


Unser Anliegen: Gesundes Altern ermöglichen –  neurologische und psychia­trische Krankheiten erfolgreich bekämpfen Die Lebenserwartung ist im vergangenen Jahrhundert – nicht zuletzt durch die Verbesserung der Medizin und der allgemeinen Hygiene – stark gestiegen. Gleichzeitig treten mehr altersassoziierten Krankheiten auf, zu denen auch neurodegenerative Störungen wie Alzheimer und Morbus Parkinson zählen. Ebenfalls ansteigend ist die Anzahl der Patienten mit psychiatrischen Leiden wie Depression. Die WHO prognostiziert bis 2030 eine weitere Zunahme der Fallzahlen. Diese belastet die Gesellschaft in mehrfacher Hinsicht: sozial, wirtschaftlich und gesundheitsökonomisch. Neurologische und psychiatrische Erkrankungen sind nur zum Teil genetisch bedingt. Besonders bei den altersabhängigen Erkrankungen ist eine Kombination von umweltbedingten und genetischen Risikofaktoren für das Ausbrechen der Erkrankungen verantwortlich. Dies ist ein kumulativer Effekt, daher werden diese Krankheiten oft erst diagnostiziert, wenn die pathogenen Prozesse im Gehirn schon sehr weit fortgeschritten sind. Die Alzheimer’sche und die Parkinson’sche Erkrankung, aber auch die Depression werden inzwischen als umweltbedingte Erkrankungen angesehen – sie werden durch Toxine, Luftverschmutzung, Ernährung oder auch Stress in Ihrer Entstehung beeinflusst. Die genauen Entstehungsmechanismen sind auf molekularer Ebene jedoch bei weitem noch nicht verstanden. Genau diese Mechanismen und deren Zusammenhänge werden am Helmholtz Zentrum München erforscht. Denn die Aufklärung der komplexen Wirkungszusammenhänge ist ent­scheidend für die Entwicklung neuer Therapien, diagnostischer Verfahren und erfolgreicher Präventionsstrategien. Dafür stehen zentrale Technologieplattformen auf höchstem Niveau als wissenschaft­ liche Infrastruktur zur Verfügung. Durch intensive Zusammenarbeit mit kli­ nischen Partnern erreichen wir, dass wissenschaftliche Erkenntnisse schnell in die medizinische Praxis einfließen und den Patienten zugutekommen. Nicht zuletzt ist uns die wissenschaftlichen Ausbildung und Nachwuchsförde­ rung ein Anliegen: Einen Teil davon leistet der Schwerpunkt Neuro- und Stammzellbiologie der Graduate School Environmental Health (HELENA) mit der das Helmholtz Zentrum München neue Maßstäbe setzt. Des weiteren sind in diesem Bereich vier Nachwuchsgruppen tätig.

Prof. Dr. Günther Wess Wissenschaftlicher Geschäftsführer

Prof. Dr. Wolfgang Wurst Direktor des Instituts für Entwicklungsgenetik

Prof. Dr. Magdalena Götz Direktorin des Instituts für Stammzellforschung


Leading Science to Health

Gesellschaftlicher Nutzen → Anwendung Neue Ansätze für Prävention, Diagnose und Therapie von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen

Translation, Technologietransfer

Leitmotiv Environmental Health

Kooperationen Exzellente Forschung 3 federführende Institute, 1 Klini­sche Kooperationsgruppe, 1 Abteilung, 4 Nachwuchsgruppen

Exzellente Ausbildung HELENA Modul Neuro- und Stammzellbiologie

Exzellente Technologien EUCOMM, Stammzellforschung, Next generation sequencing, GMC, EMMA, Bildgebung

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Prävention und Therapie großer Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungen­erkrankungen zu entwickeln. Dazu untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuher­berg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 16 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-bio­ logische Forschungszentren mit rund 30.000 Beschäftigten angehören.


Wie wir arbeiten: Arbeitsmodell und wichtige Ansprechpartner Alzheimer, Morbus Parkinson und Depressionen sind als große Volks­ krankheiten (1) im Fokus des Helmholtz Zentrums München. Dabei ist Environ­mental Health (2) unser Forschungsleitmotiv: Wir untersuchen die Zusammenhänge zwischen dem Menschen, seinen Lebensbedingungen und seiner genetischen Prädisposition. Die klinische Kooperationsgruppe Molekulare Neurogenetik arbeitet eng mit der Klinik zusammen, um neue Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung durch Translation (3) schnellstmöglich zum Patienten zu bringen. Grundlage für diese Zielsetzung sind die exzellente Forschung (4), die Ausbildung (5) und die Technologien (6) und Kooperationen (7). Mehrere Institute und Abteilungen sowie verschiedene Technologien tragen zu diesem Ziel bei. Wichtige Ansprechpartner Institute (4) Prof. Dr. Wolfgang Wurst Direktor des Instituts für Entwicklungsgenetik und Inhaber des gleichnamigen Lehrstuhls der Technischen Universität München (TUM) Koordinator European Conditional Mouse (EUCOMM) wurst@helmholtz-muenchen.de Telefon: +49(0)89 3187-4110 Prof. Dr. Magdalena Götz Direktorin des Instituts für Stammzellforschung und Inhaberin des Lehrstuhls für Physiologische Genomik der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) magdalena.goetz@helmholtz-muenchen.de Telefon: +49(0)89 3187-3090 Prof. Dr. Thomas Meitinger Direktor des Instituts für Humangenetik und Inhaber des gleichnamigen Lehrstuhls der TUM meitinger@helmholtz-muenchen.de Telefon: +49(0)89 3187-3216

Wichtige Ansprechpartner Technologien (6) EUCOMM/EUCOMMTOOLS: Prof. Dr. Wolfgang Wurst Leiter des Instituts für Entwicklungsbiologie wurst@helmholtz-muenchen.de Telefon: +49(0)89 3187-4110 Stammzellforschung: Prof. Dr. Magdalena Götz Direktorin Institut für Stammzellforschung magdalena.goetz@helmholtz-muenchen.de Telefon: +49(0)89 3187-3090 GMC/EMMA: Prof. Dr. Martin Hrabé de Angelis Leiter German Mouseclinics (GMC) Direktor des Instituts für Experimentelle Genetik und Inhaber des gleichnamigen Lehrstuhls der TUM hrabe@helmholtz-muenchen.de Telefon: +49(0)89 3187-3502 Biologische und Medizinische Bildgebung: Prof. Dr. Vasilis Ntziachristos Leiter des Instituts für Biologische und Medizinische Bildgebung und Inhaber des Lehrstuhls für Biologische Bildgebung der TUM v.ntziachristos@helmholtz-muenchen.de Telefon: +49(0)89 3187-3852


Unsere Expertise bei der Erforschung von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen Institut für Entwicklungsgenetik _ Direktor: Prof. Dr. Wolfgang Wurst (Inhaber des gleichnamigen Lehrstuhls der TUM) _ Eines der Ziele: Entwicklung von Tiermodellen und Biomarkern für Krankheiten des ZNS _ Klinische Kooperationsgruppe und drei Nachwuchsgruppen Institut für Stammzellforschung _ Direktorin: Prof. Dr. Magdalena Götz (Inhaberin des Lehrstuhls für Physiologische Genomik der LMU) _ Eines der Ziele: Organübergreifende Stammzellforschung mit dem Ziel, grundlegende Mechanismen in der Spezifizierung von Stammzellen zu klären und damit gezielt geschädigte Zellen reparieren zu können Institut für Humangenetik _ Direktor: Prof. Dr. Thomas Meitinger (Inhaber des Lehrstuhls für Humangenetik der TUM) _ Eines der Ziele: Gene und Signalwege, die zu neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen führen, sollen identifiziert werden Abteilung für Zebrafisch-Neurogenetik _ Kommissarische Leitung: Prof. Dr. Wolfgang Wurst _ Eines der Ziele: Mechanismen und Faktoren der Neurogenese und neuronalen Spezifizierung des Wirbeltiergehirns erforschen Institut für Bioinformatik und Systembiologie _ Direktor: Prof. Dr. Hans-Werner Mewes (Inhaber des Lehrstuhls für Genomorientierte Bioinformatik der TUM) _ Eines der Ziele: Mithilfe bioinformatischer Modellierung sollen Erkenntnisseüber die Entstehung von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen gewonnen werden Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung _ Direktor: Prof. Dr. Vasilis Ntziachristos (Inhaber des Lehrstuhls für Biologische Bildgebung der TUM) _ Eines der Ziele: Entwicklung und Verfügbarmachung von In-Vivo-Bildgebungstechnologien Abteilung für Proteinanalytik _ Leiter: Prof. Dr. Marius Ueffing _ Eines der Ziele: Proteomanalyse von Parkinson assoziierten Netzwerken zur Identifikation neuer, therapeutisch nutzbarer, molekularer Mechanismen


Institut für Experimentelle Genetik _ Direktor: Prof. Dr. Martin Hrabè de Angelis (Inhaber des gleichnamigen Lehrstuhls an der TUM) _ Eines der Ziele: Analyse von Mausmodellen zur Identifikation der systemischen Effekte erkrankungsassoziierter Gene (GMC) Institut für Strahlenbiologie _ Direktor: Prof. Dr. Michael John Atkinson (Inhaber des gleichnamigen Lehrstuhls der TUM) _ Eines der Ziele: Auswirkungen von niedrigdosierter Strahlung auf die mentale Gesundheit untersuchen Institut für Epidemiologie _ Direktor: Prof. Dr. Dr. H.-Erich Wichmann (Inhaber des gleichnamigen Lehrstuhls der LMU) _ Verantwortlicher Wissenschaftler: Prof. Dr. Karl-Heinz Ladwig _ Eines der Ziele: Identifizierung epidemiologischer Risikofaktoren für die mentale Gesundheit Institut für Virologie _ Direktorin: Prof. Dr. Ulrike Protzer (Inhaber des gleichnamigen Lehrstuhls der TUM) _ Verantwortliche Wissenschaftlerin: Prof. Dr. Ruth Brack-Werner _ Eines der Ziele: Auswirkungen von Infektionen (z.B. HIV) auf das Gehirn Institut für Ökologische Chemie _ Direktor: Dr. Sigurd Schulte-Hostede _ Verantwortlicher Wissenschaftler: Prof. Dr. Bernhard Michalke _ Eines der Ziele: Aufklärung der Entstehung von manganinduziertem Parkinson Institut für Strukturbiologie _ Direktor: Prof. Dr. Michael Sattler (Inhaber des Lehrstuhls für Biomolekulare NMR Spektroskopie der TUM) _ Eines der Ziele: Strukturanalyse von Parkinson assoziierten Proteinen zur besseren Vorhersage des Einsatzes therapeutisch wirksamer Moleküle Institut für Lungenbiologie _ Direktor: Prof. Dr. Oliver Eickelberg _ Verantwortlicher Wissenschaftler: Prof. Dr. Wolfgang Kreyling _ Eines der Ziele: Einfluss von Nanopartikeln in der Luft für neurologische Erkrankungen


Unsere Ansätze bei der Erforschung von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen Projekte

Erfolge

Klinik-Präklinik _ Identifikation von krankheits­ auslösende Genen und epi­de­ miologische Risiko­faktoren

_ Identifikation von krankheitsassoziierten Genen (Parkinson, Restless Legs Syndrom) _ Erstellung von Tiermodellen

Grundlage _ Umweltfaktoren für Alzheimer, Parkinson und Depressionen _ Regulation der Ausdifferen­ zierung von Stammzellen _ Mechanismen der Neuronenbildung und -wanderung _ Neurogenese bei Erwachsenen _ Identifizierung von molekulare Mechanismen der Etiologie von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen

_ Reifungsmechanismen von Stammzellen entschlüsselt _ Neue Quelle für die Bildung von Nervenzellen entdeckt _ Wandermechanismen neuer Nervenzellen entschlüsselt _ Funktion der Mitochondrien für die Entstehung neurologischer Erkrankungen _ Dysfunktion des Zytoskeletts und der oxidativen Stressantwort bei der Entstehung neurologischer Erkrankungen _ Zentrale Wirkung des Stresshormons bei der Entstehung von Depression

Neue Therapiepfade _ Stammzellen und Regeneration _ Zellersatztherapie

_ Stützzellen können in spezifische Neuronen umgewandelt werden _ CRH-R1-Antagonisten haben antidepressiven Effekt

Neue Diagnostika und Bildgebende Verfahren _ Nicht-invasive Diagnose­möglichkeiten (z.B. Biomarker)

_ Kombination von Licht und Ultraschall zur Bildgebung _ Neue Methode zur molekularen Diagnose von mitochondrialen Defekten etabliert

Neue Präventionsansätze _ Schutzmechanismen des Gehirns bei Schädigung identifizieren und nutzbar machen

_ Tiermodelle zur Erforschung präventiver Therapien geeignet _ Neuroprotektive Wirkung eines Nahrungs­ ergänzungsmittels identifiziert


Unsere Partner bei der Erforschung neurologischer und psychia­ trischer Erkrankungen Helmholtz-Allianz Geistige Gesundheit in einer alternden Gesellschaft Fokus: neurodegenerative Krankheiten, die als häufigste Ursachen für die Zerrüttung der geistigen Gesundheit im Alter gelten (Alzheimer, Parkinson, deren comorbide Erkrankungen wie Depression). Ziel: mit translatio­na­lem, krankheitsübergreifenden Ansatz die Ursachen und Mechanismen neurodegenerativer Erkrankungen erforschen und neue Therapieansätze entwickeln. Die Koordination liegt beim Helmholtz Zentrum München. Helmholtz Virtuelles Institut Neurodegeneration und Alterung Schwerpunkt: Untersuchung der Auslöser neurodegenerativer Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson und der Einfluss molekularer Alterungsprozesse auf deren Entstehung. Kooperationspartner sind die LMU und die TUM. Die Federführung hat Prof. Dr. Wolfgang Wurst, Institut für Entwicklungsgenetik. Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen Das Helmholtz Zentrum München ist wesentlich am Münchner Standort des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) beteiligt. European Conditional Mouse Mutagenesis Programme (EUCOMM/EUCOMMTOOLS) Ziel: alle Gene in embryonalen Stammzellen der Maus mutieren, um die Funktion der Gene zu untersuchen und deren Bedeutung bei der Krankheitsentstehung aufzuklären. Die europäischen Partner werden vom Helmholtz Zentrum München koordiniert. EUCOMM/EUCOMMTOOLS ist Partner des Internationalen Knockout Mouse Consorticums (IKMC). From Disease Genes to Protein Pathways (DiGtoP) Der Analyse des Proteoms, die Gesamtheit der Funktion und Interaktion von Proteinen, hat sich das Netzwerk From Disease Genes to Protein Pathways verschrieben. Dabei liegen die großen Volkskrankheiten im Fokus. Die Koordination liegt beim Helmholtz Zentrum München. BMBF Netzwerk New Neurons Ziel: Neubildung von Nervenzellen für regenerative Medizin erforschen. Die Koordination erfolgt durch Prof. Dr. Magdalena Götz, Institut für Stammzellforschung Bayerischer Forschungsverbund ForNeuroCell Ziel: auf adulten Stammzellen basierte regenerative Zellersatztherapie für akute und chronische Erkrankungen des Nervensystems entwickeln, und diese Ergebnisse zu einer klinischen Anwendung zu führen. Das Helmholtz Zentrum München ist Partner von ForNeuroCell.


Kompakt : Das Helmholtz Zentrum München in Zahlen Wissenschaft am Helmholtz Zentrum München: 31 Institute und selbstständige wissenschaftliche Abteilungen; 15 Technologieplattformen; 2 Translationszentren; 11 Klinische Kooperationsgruppen; 9 Nachwuchsgruppen 1789 Beschäftigte: 569 Wissenschaftler und Postdocs; Wissenschaftler verschiedener Fachrichtungen: Biologie 40 %, Chemie/Biochemie 15 %, Physik/Biophysik 10 % und Medizin 8 %; 430 Doktoranden, davon 280 am Helmholtz Zentrum München angestellt; 811 Technische und sonstige Mitarbeiter; 39 Auszubildende; 89 Werkstudenten, Praktikanten, Aushilfen; 31 % der Stellen über Drittmittel finanziert; 76 % der Angestellten in der Wissenschaft, 15 % im technischen Bereich, 9 % in der Verwaltung (Stand 31.1.2010) Finanzen: Gesamtetat 160 Millionen Euro: 114 Millionen Euro Bund und Bayern; Finanzierungsschlüssel 90: 10; über 40 Millionen Euro Drittmittelerträge (Stand 10.6.2010) Impressum Herausgeber: Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt GmbH Ingolstädter Landstraße 1, D – 85764 Neuherberg Telefon: +49(0)89 3187-0; Telefax: +49(0)89 3187-3324 www.helmholtz-muenchen.de


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