Im Gegensatz zu allen anderen Immunzellen geht die Mikroglia nicht aus dem Knochenmark, sondern aus dem Dottersack hervor – einem Organ des Menschen, das bis zur vierten Embry­onalwoche Aufgaben im Rahmen des Stoffwechsels und der Blutbildung übernimmt und dann fast vollständig im künftigen Darm aufgeht. Als Bindeglied zwischen Nerven- und Immunsystem durchforsten die Mikroglia-Zellen das Gehirn nach Abfallstoffen und Zellresten, die sie phago- oder pinozytotisch in sich aufnehmen und abbauen, bekämpfen aber auch Erreger. Durch den Abbau oder aber die Stärkung synaptischer Verbin­dungen erhöht die Mikroglia die neuronale Plastizität. Kann die Mikroglia aus irgendeinem Grund ihre Aufgaben nicht mehr erfüllen, kommt es wie etwa bei der unzu­reichenden Beseitigung der Beta-Amyloide von Alzhei­mer-Patienten schnell zu krankhaften Fehlentwick­lungen.

Die Zellen der Mikroglia, die ins Zentralnervensystem einwandern, vermehren und differenzieren sich dort, ohne sich aus Vorläuferzellen wieder erneuern zu können. Das macht sie anfällig für Mutationen und Alterungsprozesse durch Umwelteinflüsse oder oxidati­ven Stress. Daher stellt sich die Frage, in wieweit DNA-Schäden auch für neurodenerative Prozesse verantwort­lich sind. Prof. Kierdorf geht davon aus, dass es für die physiologische Aktivität der Mikroglia essentiell ist, dass Schäden in ihren Zellen rasch erkannt und repariert werden. Dafür sind vor allem zwei Kinasen, Atm und Atr, zuständig, die Fehler in der DNA erkennen und entspre­chende Reparaturen einleiten. Sind diese Kinasen aller­dings selber dazu nicht in der Lage, etwa weil ihre eige­nen Gene mutiert oder anders geschädigt sind, kann sich das Nervensystem nicht richtig entwickeln oder aber es entstehen diverse neurodegenerative Erkrankungen.

Nach Ansicht von Prof. Kierdorf kann eine Mikroglia, deren DNA-Schäden nicht richtig korrigiert werden, ihre Funktion nicht mehr erfüllen und wird hyperaktiv. Sie untersucht daher, welche Bedeutung Atm und Atr für die Signalgebung in der Mikroglia und für neuro­degenerative Erkrankungen im Zentralnervensystem haben. Sie erhofft sich von ihren Untersuchungen neue Behandlungsansätze für die neurodegenerativen Erkran­kungen, die mit der Mikroglia assoziiert sind. Zudem wird analysiert, wie DNA-Schäden in der Mikroglia entstehen und welche morphologischen, molekularen und funktionellen Folgen derartige Schäden hinterlassen, wenn in den entsprechenden Zellen nicht genügend funktionelles Atm oder Atr vorhanden ist. Die DNA-Schäden der Mikroglia im gesunden und kranken ZNS werden miteinander verglichen. Für diese Unter­suchungen stehen Proben vom Menschen sowie Maus­modelle für verschiedene neurodegenerative und neuro­inflammatorische Erkrankungen zur Verfügung. An einem Mausmodell, bei dem sich die beiden Kinasen wahlweise ausschalten lassen, wird außerdem überprüft, in wieweit sich unter den jeweiligen Bedin­gungen die Zahl der Gliazellen, die Morphologie, die Genexpression und die Funktion der Mikroglia ändert und welche pathologischen Folgen das für das Zentral­nervensystem hat.