Erkrankungen von Herz und Gehirn sind in der zunehmend alternden Gesellschaft weit verbreitet und bilden zusammen die häufigste Todesursache. Als elektrisch erregbare Zellen dieser doch recht verschiedenen Organe weisen Herz- und Nervenzellen überraschend viele physiologische Gemeinsamkeiten auf. Beide Zelltypen verwenden ähnliche nanoskalige Funktionseinheiten, wie Cluster von Calciumkanälen, um die Physiologie ihrer elektrisch aktiven Netzwerke zu bestreiten.Dysfunktion dieser nanoskaligen Funktionseinheiten führt zu Erkrankungen von Herz, Gehirn oder beiden Organen.

Das Ziel des Exzellenzclusters „Multiscale Bioimaging: Von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen (MBExC)“ ist daher die Entschlüsselung dieser krankheitsrelevanten Funktionseinheiten von Herz- und Nervenzellen. Dieses Ziel kann nur durch integrierende, skalen-übergreifende Erforschung dieser Funktionseinheiten in Zellnetzwerken von Herz und Nervensystem erreicht werden. Von diesem Forschungsansatz versprechen wir uns Erkenntnisse, die bei isolierter Betrachtung eines Systems bzw. einer Skala nicht möglich wären. Die skalen-übergreifende Untersuchung wird erst seit kurzem aufgrund radikaler Durchbrüche in der Optischen Nanoskopie, der Röntgenmikroskopie und der Elektronentomographie möglich.

Aufbauend auf Pionierarbeiten am Göttingen Campus entwickelt MBExC innovative bildgebende analytische Methoden und wendet sie zur Analyse von Funktionseinheiten an, die

1. Genexpression in Mitochondrien und epigenetischen Regulation im Zellkern,
2. Assemblierung und Membranverankerung von Proteinen sowie deren krankhafte Aggregatbildung sowie
3. lokale Calciumsignale und Membranfusion in Herz- und Nervenzellen vermitteln.

Auf neuen Einsichten in die Physiologie und Pathophysiologie beider Systeme baut die Entwicklung innovativer kardiologischer und neurologischer Therapieansätze auf.

Beteiligte Institutionen:

• Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung e. V. (DZHK)
• Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS)
• Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie (Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut)
• Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin
• Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) Standort Göttingen