Neurotrope Virusinfektionen stellen einen starken entzündlichen Reiz dar, der neuronale Netzwerke erheblich beeinflussen kann. Die klinische Ausprägung viraler Infektionen reicht von nahezu symptomlosen Verläufen bis hin zu schweren, teils tödlichen Erkrankungen, die mit dauerhaften Beeinträchtigungen einhergehen können. In diesem Forschungsschwerpunkt untersuchen wir Mechanismen der Neurovirulenz, der viralen Ausbreitung und der synaptischen Fehlfunktion nach Virusinfektionen des Gehirns. Gemeinsam mit unseren Kooperationspartner*innen ist es unser Ziel, neue therapeutische Strategien für akute und chronische neurotrope Virusinfektionen zu entwickeln.

Verschiedene Viren, darunter das Venezuelan Equine Encephalitis Virus (VEEV), Herpes-simplex-Virus (HSV), Cytomegalievirus (CMV) und SARS-CoV-2, befallen unterschiedliche Zelltypen im zentralen Nervensystem (ZNS). Unsere experimentellen Ansätze untersuchen infektionsbedingte Veränderungen der synaptischen Plastizität, die vermutlich zu fehlangepassten Umbauten in neuronalen Netzwerken führen. Hierfür eignen sich Gewebekulturen als In-vitro-Modelle, die es erlauben, Prozesse über längere Zeiträume zu verfolgen. Zudem analysieren wir äußere und zelluläre Faktoren, die eine virale Reaktivierung begünstigen, insbesondere im Kontext zellulärer Interaktionen im Gewebe des zentralen Nervensystems.

Experimentelle Methoden:

• Organotypische Hirngewebekulturen
• Whole-Cell-Patch-Clamp-Ableitungen an einzelnen Zellen
• Hochauflösende konfokale Mikroskopie, Analyse der synaptischen Mikroarchitektur
• Elektronenmikroskopie
• Zytokin-Profilanalysen
• Single-Nucleus-Sequenzierung
• CRISPR/Cas-basierte Geneditierung

Kooperationspartner*innen:

• Prof. Dr. Gisa Gerold (Institut für Virologie, Universität Innsbruck)
• Prof. Dr. Aiden Haghikia (Klinik für Neurologie, MHH)
• Prof. Dr. Florian Heidel (Klinik für Onkologie, Hämatologie und Hämostaseologie, MHH)
• Prof. Dr. Ulrich Kalinke (Twincore)

Bei Kooperationsanfragen wenden Sie sich bitte an
Dr. Amelie Eichler (Gruppenleiterin, Eichler.Amelie@mh-hannover.de) und Prof. Dr. Maximilian Lenz (neuroanatomie@mh-hannover.de).

Key publications:

Microglial Cytokines Mediate Plasticity Induced by 10 Hz Repetitive Magnetic Stimulation. Eichler A, Kleidonas D, Turi Z, Fliegauf M, Kirsch M, Pfeifer D, Masuda T, Prinz M, Lenz M, Vlachos A. J Neurosci. 2023 Apr 26;43(17):3042-3060. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2226-22.2023. Epub 2023 Mar 28.

Interleukin 10 Restores Lipopolysaccharide-Induced Alterations in Synaptic Plasticity Probed by Repetitive Magnetic Stimulation. Lenz M, Eichler A, Kruse P, Strehl A, Rodriguez-Rozada S, Goren I, Yogev N, Frank S, Waisman A, Deller T, Jung S, Maggio N, Vlachos A. Front Immunol. 2020 Dec 16;11:614509. doi: 10.3389/fimmu.2020.614509. eCollection 2020.

Denervated mouse dentate granule cells adjust their excitatory but not inhibitory synapses following in vitro entorhinal cortex lesion. Lenz M, Galanis C, Kleidonas D, Fellenz M, Deller T, Vlachos A. Exp Neurol. 2019 Feb;312:1-9. doi: 10.1016/j.expneurol.2018.10.013. Epub 2018 Oct 25.

Monitoring and Modulating Inflammation-Associated Alterations in Synaptic Plasticity: Role of Brain Stimulation and the Blood-Brain Interface. Lenz M, Eichler A, Vlachos A. Biomolecules. 2021 Feb 26;11(3):359. doi: 10.3390/biom11030359.