Department of Neurology

AG Neuroimmunologie und Synaptopathie

AG Neuroimmunologie und Synaptopathie

Leiter

Prof. Dr. med. Christian Geis

Geschäftsführender Oberarzt
Leiter Neuroimmunologie


Phone: 03641 9 32 34 13
Fax: 03641 9 323 402
Website
 

Mitarbeiter

Ceanga Mihai

Assistenzarzt

 

Dr. med. Ha-Yeun Chung, M.Sc

Assistenzarzt

 

Dr. rer. nat. Holger Haselmann

Experimentelle Neurologie


Phone: 03641 396631
 
 

Josefine Sell

Dipl.-Biol
Experimentelle Neurologie

 Doktorandin

 

Claudia Sommer

Forschungslabor

 

Dr. med. Franziska Wagner

Assistenzärztin

 

Dr. med. Jonathan Wickel

Assistenzarzt

 

Julius Zermann

med. Doktorand
Experimentelle Neurologie

 

 Ehemalige Mitarbeiter

  • Dr. rer. nat. Benedikt Grünewald
  • Dr. rer. nat. Christian Werner
  • Dr. med. Hanna Rupp
  • Dr. med. Luise Röpke

Bild 1_AG_Foto

Forschungsschwerpunkte:

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit mehreren Forschungsschwerpunkten:

            Zum einen untersuchen wir die Pathophysiologie autoimmuner Enzephalitiden. Diese autoimmunen Erkrankungen des zentralen Nervensystems werden durch Autoantikörper gegen neuronale Antigene verursacht und können bei Patienten verschiedene schwerwiegende Symptome, wie z.B. Psychosen, epileptische Anfälle, Gedächtnisstörungen oder motorische Störungen auslösen. Speziell erforschen wir, wie Autoantikörper die neuronale Transmission beeinträchtigen und zu Störungen zentraler Synapsen führen. Hier konnten wir u.a. zugrunde liegende pathophysiologische Mechanismen von Autoimmunerkrankungen mit Antikörpern gegen den NMDA und AMPA Rezeptor, des synaptische Linker-Proteins LGI1, Amphiphysin, GAD65 u.a. aufklären.

Bild 2_Neuron

      

            Ein weiterer thematischer Schwerpunkt mit Förderung des „Center for Sepsis Control and Care“ (CSCC) sind Untersuchungen zur Pathophysiologie der septischen Enzephalopathie. Diese sehr häufige Erkrankung tritt infolge schwerer Sepsis auf und führt zu dauerhaften Störungen von Gedächtnis und Kognition. Die Ursache der Sepsis-induzierten Enzephalopathie ist allerdings weitestgehend unverstanden. In unseren Projekten werden mit hochauflösenden mikroskopischen und elektrophysiologischen Methoden im Tiermodell und in akuten Schnittpräparaten Veränderungen der synaptischen Architektur und Plastizität untersucht. Erkenntnisse hiervon werden in Bezug zu Verhaltensauffälligkeiten der Versuchstiere gesetzt und analysiert. In weiteren Projektschritten werden auf Basis pathophysioogischer Erkenntnisse gezielte und neuartige Therapieansätze erforscht.

Bild 3_ltp

 

Methoden

Im Vordergrund stehen neurophysiologische Untersuchungsmethoden mit Patch-Clamp Ableitungen im Gehirnschnitten und primären neuronalen Zellkulturen, aber auch Analyse der Aktivität einzelner Neurone in-vivo. Ergänzt werden diese Untersuchungen durch optische Methoden, wie beipielsweise super-resolution Mikroskopie. Hierzu hat die Arbeitsgruppe ein für unsere Bedürfnisse adaptiertes super-resolution Lokalisationsmikroskop (Elyra®) sowie Eigenbaumikroskopie zu struktuierten Beleuchtung. Weitere morphologische Techniken umfassen Konfokalmikrokopie, FM-dye Imaging von synaptischen Vesikeln, Elektronenmikrokopie, oder Quantum-Dot Experimente

 Bild4_Ephysio

 

Bild5_storm

 

Korreliert werden diese Untersuchungen mit detaillierter Verhaltensanalyse im Tierversuch.

Des Weiteren sind in der Arbeitsgruppe verschiedene neuroimmunologische Krankheitsmodelle etabliert, v.a. Verfahren zur gezielt intrathekalen, intravnetrikulären oder intraparenchymalen Applikation von aufgereinigten humanen Antikörpern über implantierte Katheter. Daneben arbeiten wir auch mit transgenen Tiermodellen, z.B. knockout Modellen, induzierbaren knockout Mäusen oder Mäusen mit zellspezifischer Fluoreszenzmarkierung.

 

Bild6_Tierversuch

 

Kooperationspartner

Prof. J. Dalmau (Hospital Clínic, Universitat de Barcelona, University of Barcelona and University of Pennsylvania)

PD S. Doose, Prof. M. Sauer, (Institut für Biophysik Würzburg)

Prof. S. Hallermann (Institut für Physiologie Leipzig)

Prof. M. Heckmann (Institut für Physiologie Würzburg)

Prof. C. Sommer, Prof. K.V. Toyka (Neurologische Klinik Würzburg)

Prof. D. Soto (Institut de Neurociències, Universitat de Barcelona)

Prof. Z.-Q. Wang (Leibniz Institute on Aging - Fritz Lipmann Institute, FLI, Jena)

GENERATE Studiengruppe

NEMOS Studiengruppe

 

Aktuelle Förderung

DFG: GE 2519/3-1; SFB-TR 166, TP B2

BMBF: Center for Sepsis Control and Care (CSCC), ENC-rescue

EU/EFRE: Super-resolution Mikroskop

IZKF Jena

 Bild7_Förderung

 

 

10 ausgewählte Publikationen

1)        Haselmann, H., Mannara, F, Werner, C., Planaguma, J., Miguez-Cabalo, F., Schmidl, L., Grünewald, B., Petit-Pedrol, M., Kirmse, K., Classen, J., Demir, F., Klöcker, N., Soto, D., Doose, S., Dalmau, J., Hallermann, S., and Geis, C. (2018) Human autoantibodies against the AMPA receptor subunit GluA2 induce receptor reorganisation and memory dysfunction. Neuron, doi.org/10.1016/j.neuron.2018.07.048

2)        Petit-Pedrol, M.*, Sell, J.*, Planaguma, J., Mannara, F, Radosevic, M., Haselmann, H., Ceanga, M., Sabater, M., Spatola, M., Soto, D., Gasull, X., Dalmau, J.*, and Geis, C.* (2018) LGI1 antibodies alter Kv1.1 and AMPA receptors changing synaptic excitability, plasticity and memory. Brain, in press

3)        Grünewald, B., Lange, M. D., Werner, C., O'Leary, A., Weishaupt, A., Popp, S., Pearce, D. A., Wiendl, H., Reif, A., Pape, H. C., Toyka, K. V., Sommer, C., and Geis, C. (2017) Defective synaptic transmission causes disease signs in a mouse model of juvenile neuronal ceroid lipofuscinosis. Elife 6

4)        Dalmau, J., Geis, C.*, and Graus, F*. (2017) Autoantibodies to Synaptic Receptors and Neuronal Cell Surface Proteins in Autoimmune Diseases of the Central Nervous System. Physiol Rev 97, 839-887

5)        Werner, C., Pauli, M., Doose, S., Weishaupt, A., Haselmann, H., Grunewald, B., Sauer, M., Heckmann, M., Toyka, K. V., Asan, E., Sommer, C., and Geis, C. (2016) Human autoantibodies to amphiphysin induce defective presynaptic vesicle dynamics and composition. Brain 139, 365-379

6)        Planaguma, J., Haselmann, H., Mannara, F., Petit-Pedrol, M., Grunewald, B., Aguilar, E., Ropke, L., Martin-Garcia, E., Titulaer, M. J., Jercog, P., Graus, F., Maldonado, R., Geis, C.*, and Dalmau, J.* (2016) Ephrin-B2 prevents N-methyl-D-aspartate receptor antibody effects on memory and neuroplasticity. Ann Neurol 80, 388-400

7)        Geis, C., Ritter, C., Ruschil, C., Weishaupt, A., Grunewald, B., Stoll, G., Holmoy, T., Misu, T., Fujihara, K., Hemmer, B., Stadelmann, C., Bennett, J. L., Sommer, C., and Toyka, K. V. (2015) The intrinsic pathogenic role of autoantibodies to aquaporin 4 mediating spinal cord disease in a rat passive-transfer model. Exp Neurol 265, 8-21

8)        Hansen, N., Grunewald, B., Weishaupt, A., Colaco, M. N., Toyka, K. V., Sommer, C., and Geis, C. (2013) Human Stiff person syndrome IgG-containing high-titer anti-GAD65 autoantibodies induce motor dysfunction in rats. Exp Neurol 239, 202-209

9)        Geis, C., Weishaupt, A., Hallermann, S., Grunewald, B., Wessig, C., Wultsch, T., Reif, A., Byts, N., Beck, M., Jablonka, S., Boettger, M. K., Uceyler, N., Fouquet, W., Gerlach, M., Meinck, H. M., Siren, A. L., Sigrist, S. J., Toyka, K. V., Heckmann, M., and Sommer, C. (2010) Stiff person syndrome-associated autoantibodies to amphiphysin mediate reduced GABAergic inhibition. Brain 133, 3166-3180

10)    Geis, C., Beck, M., Jablonka, S., Weishaupt, A., Toyka, K.V., Sendtner, M., and Sommer, C. (2009) Stiff person syndrome associated anti-amphiphysin antibodies reduce GABA associated [Ca(2+)]i rise in embryonic motoneurons. Neurobiol Dis 36: 191-199.

(*gleichberechtigte Autorenschaft)