Exzellenzcluster: Neuronenfunktion in Krankheiten

Sie entschlüsseln zusammen die Funktion von Neuronen, damit in Zukunft Krankheiten wie Epilepsie behandelt werden können. In diese Mission vertiefen sich fortan elf Forschungsgruppen am Institute of Science and Technology Austria (ISTA). Mit 21 Millionen Euro wird der neue Exzellenzcluster vom Österreichischen Wissenschaftsfond (FWF) gefördert, an dem ISTA-Forscher:innen mit Kolleg:innen der medizinischen Universitäten Wien und Innsbruck, der Universität Wien und dem Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der ÖAW zusammenarbeiten. Für ISTA ist es die fünfte Beteiligung an einem solchen Exzellenzcluster mit insgesamt 27 involvierten Forschungsgruppen.

Exzellenzcluster sind Teil der FWF-Kampagne „exzellent=Austria“, mit der Österreich als Standort für Spitzenforschung gestärkt werden soll. Die Cluster verbinden Spitzenforschung, Ausbildung und Nachwuchsförderung miteinander. In der ersten Förderrunde Anfang 2023 war ISTA in drei Clustern vertreten – in den Bereichen Quantenwissenschaften, Energiespeicherung und Mikrobiome – es folgte ein weiterer zu Künstlicher Intelligenz im Frühjahr 2024. Unter den zwei neu bewilligten Clustern ist ISTA erneut vertreten, nämlich mit elf Forschungsgruppen, darunter die beiden Vertreterinnen im Board of Directors des Clusters, ISTA Executive Vice President Gaia Novarino und Magdalena Walz Professor for Life Sciences Peter Jonas.

Die Geheimnisse des Gehirns entschlüsseln – Neuronale Schaltkreise in Gesundheit und Krankheit

Im FWF Cluster of Excellence „Neuronal Circuits in Health and Disease“ wird eine häufige Kategorie von hemmenden Neuronen genauer unter die wissenschaftliche Lupe genommen. Es handelt sich dabei um eine Gruppe von inhibitorischen Nervenzellen, also Zellen, die Aktivität von anderen Nervenzellen hemmen. „Unser Gehirn besteht zu rund 80 Prozent aus aktivierenden und zu rund 20 Prozent aus hemmenden Neuronen. Dabei ist die Rolle der letztgenannten in neuronalen Netzwerken entscheidend“, erklärt ISTA-Professor Peter Jonas, Deputy Director of Research des Clusters. 

Diese Neuronen sind in allen neuronalen Netzwerken und Gehirnen vorhanden. Obwohl sie weit verbreitet sind, weiß man noch vergleichsweise wenig über diese Zellen. Das liegt daran, dass deren Struktur und Funktionen besonders vielfältig sind. „Ein besseres Verständnis über diese Neuronen könnte langfristig die Basis schaffen für die personalisierte Behandlung von menschlichen Krankheiten wie Schizophrenie, Autismus und Epilepsie“, erklärt Gaia Novarino, die seit langem zu genetischen Voraussetzungen für Autismus arbeitet und Vertreterin des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) im Board of Directors des Clusters ist.

Der Forschungscluster vereint fünf österreichische Institutionen, an denen bereits zu diesem Themenfeld aber mit verschiedenen Ansätzen geforscht wird. „Als ISTA bringen wir mit elf neurowissenschaftlichen Forschungsgruppen unsere Expertise in der Grundlagenforschung ein – von verschiedensten Bereichen der Neurowissenschaften bis zu bildgebenden Verfahren zur Darstellung von Gehirngewebe. Gleichzeitig sind wir im Cluster auch mit klinischen Forschenden vernetzt, die direkt Patient:innen einbinden können. Diese Kombination steigert unsere Chancen, dass wir nicht nur Hirnfunktionen besser verstehen, sondern auch Fortschritte bei der Entwicklung von Therapien für Hirnerkrankungen machen“, so Jonas. Der Bedarf ist frappant: Allein in Österreich nahmen im Jahr 2021 rund 900.000 Personen symptomatische Behandlung psychischer Erkrankungen in Anspruch. Durch die Kollaboration erhofft man sich einen großen wissenschaftlichen Durchbruch zu begünstigen.

Der Cluster wird mit 21 Millionen Euro für einen Zeitraum von fünf Jahren gefördert. Director of Research des Clusters ist Tibor Harkany von der Medizinischen Universität Wien. Ebenfalls beteiligt sind Forschungsgruppen der Medizinischen Universität Innsbruck, der Medizinischen Universität Wien, des IMBA – Institute of Molecular Biotechnology der ÖAW, der Universität Wien, und eben des Institute of Science and Technology Austria (ISTA). Seitens des ISTA sind über Peter Jonas und Gaia Novarino hinaus, neun weitere Forschungsgruppen beteiligt, jene von Jozsef Csicsvari, Johann Danzl, Mario de Bono, Simon Hippenmeyer, Maximilian Jösch, Ryuichi Shigemoto, Lora Sweeney, Gasper Tkačik und Tim Vogels.