rita NGF

Rita Levi-Montalcini wurde am 22.April 1909 in Turin, Italien geboren. Rita und ihre Zwillingsschwester Paola waren das jüngste von vier Kindern von Adamo Levi und Adele Montalcini. Ihre Mutter war Malerin, ihr Vater Mathematiker und Elektroingenieur; Beide stammten aus jüdischen Familien, deren Wurzeln bis ins Römische Reich zurückreichten. In der post-viktorianischen Ära galten Männer als Familienoberhaupt, während Frauen im Allgemeinen auf Rollen zu Hause beschränkt waren. Adamo war standhaft dagegen, dass seine Töchter die Universität besuchten, da dies ihre Hauptrollen als Frau und Mutter beeinträchtigen würde.

Im Alter von 20 Jahren entschied Levi-Montalcini, dass sie ein anderes Leben wollte als das, das ihr Vater sich vorgestellt hatte. In ihrer 1988 erschienenen Autobiografie In Praise of Imperfection erklärte sie: „Meine Erfahrung in der Kindheit und Jugend der untergeordneten Rolle der Frau in einer Gesellschaft, die ausschließlich von Männern geführt wird, hatte mich davon überzeugt, dass ich nicht dazu bestimmt war, eine Frau zu sein.“

Mit der Ermutigung ihrer Mutter wandte sich Levi-Montalcini an Adamo, um ihm von ihrem Wunsch zu erzählen, Medizin zu studieren. „Er beanstandete, dass es ein langer und schwieriger Studiengang sei, der für eine Frau ungeeignet sei. Da ich drei Jahre zuvor die Schule beendet hatte, wäre es nicht einfach, sie wieder aufzunehmen. Ich versicherte ihm, dass ich davor keine Angst hatte.“ Sie verfasste ihre Studienarbeiten innerhalb von acht Monaten und begann 1930 an der Turiner Medizinischen Fakultät zu studieren.

In Turin arbeitete sie unter der Leitung von Giuseppe Levi (keine Beziehung zu Levi-Montalcini), einem renommierten italienischen Histologen, der die Arbeitsmoral und die wissenschaftliche Neugier seiner Schüler stark beeinflusste. Während ihrer Zeit in Levis Labor verliebte sie sich in den Prozess der Neurogenese. Nervenzellen oder Neuronen sind längliche Zellen, die während der Entwicklung in der Wirbelsäule entstehen. Ein Teil der Nervenzelle, das Axon, erstreckt sich von der Wirbelsäule nach außen und wandert in verschiedenen peripheren Organen und Geweben zu seinem endgültigen Bestimmungsort. Das Axon empfängt in diesen Geweben Signale, die zurück zum Rückenmark und Gehirn übertragen werden. Zu dieser Zeit war nicht bekannt, wie Neuronen ihren endgültigen Standort bestimmen und welche verschiedenen Prozesse ihre Proliferation, Differenzierung und ihr Überleben steuern. Die Fähigkeiten, die Levi-Montalcini in Levis Labor perfektionierte, würden mit der Zeit eine Antwort auf viele dieser drängenden Fragen geben.

Levi-Montalcini absolvierte summa cum laude von der Turin School of Medicine im Jahr 1936 und begann ein dreijähriges Stipendium in Neurologie und Psychiatrie, während sie ihre Forschung über die Entwicklung von Nervenzellen fortsetzte. In dieser Zeit wurde es immer gefährlicher, jüdischer Staatsbürger in Europa zu sein. Mussolini kam 1922 an die Macht und erließ 1938 das Manifest per la Difesa della Razza oder das Manifest des Rassenwissenschaftlers. In Übereinstimmung mit Hitlers antisemitischen Ansichten erklärten diese Rassengesetze, dass „reine“ Italiener Nachkommen der arischen Rasse seien. Diese Politik war eine Rechtfertigung für strengere Gesetze, und später im Jahr 1938 wurden eine Reihe von Rassengesetzen oder die Leggi razziali erlassen, um jüdische Bürger ihrer Bürgerrechte weiter zu berauben.

1939 traf sie die schwierige Entscheidung, ihre Arbeit an der Universität Turin zu beenden, um Kollegen nicht durch ihre Verbindung zu einem jüdischen Wissenschaftler zu gefährden. Sie setzte ihre Forschung in Belgien fort, wo sie eine Einladung erhalten hatte, an einem neurologischen Institut zu forschen. Aber diese Atempause sollte nicht von Dauer sein. Als sich Hitlers Einfluss in Europa ausbreitete, fürchtete sie um ihre Familie und kehrte Anfang 1940 nach Turin zurück.

Selbst als die Welt um sie herum auseinanderging, war Levi-Montalcini entschlossen, ihre Forschung fortzusetzen. Nach ihrer Rückkehr nach Turin richtete Levi-Montalcini in ihrem Schlafzimmer ein kleines Labor mit einem Mikrotom und einem Mikroskop zur Untersuchung der Neurogenese im Hühnerembryo ein. Die Bombenangriffe in Turin verstärkten sich 1941 und zwangen ihre Familie, aufs Land zu ziehen. Unbeirrt packte sie ihre Ausrüstung zusammen und richtete ihr Schlafzimmerlabor ein zweites Mal ein.

Eine handgefertigte Statuette von Rita Levi-Montalcini im San Gregorio Armeno in Neapel, Italien.
Eine handgefertigte Statuette von Rita Levi-Montalcini im San Gregorio Armeno in Neapel, Italien. (BigStock Foto)

Levi-Montalcini war fasziniert von einem Artikel von Viktor Hamburger aus dem Jahr 1934, in dem er den Bedarf verschiedener Gewebe für die Entwicklung und Migration von Nervenzellen testete, die für dasselbe Gewebe bestimmt waren. Der Hühnerembryo ist ein hervorragendes Modellsystem für diese Experimente, da er ein sehr konsistentes Muster der neuronalen Migration aufweist, so dass sensorische Neuronen in jedem Stadium beobachtet werden können, wenn sie sich bis zu ihrem endgültigen Bestimmungsort in peripheren Geweben erstrecken. Hamburger fand heraus, dass der Verlust der Flügelknospe dazu führte, dass kleinere und weniger Nervenzellen aus der Wirbelsäule wuchsen, und kam zu dem Schluss, dass die Gliedmaßenknospe einen Organisationsfaktor enthielt, der für das Wachstum, die Entwicklung und die Innervation der Nervenzellen des Flügels erforderlich war.

Levi-Montalcini war neugierig und wollte diese Nervenzellen in Hühnerembryonen mit Knospenmangel und gesunden Embryonen genauer untersuchen. Sie benutzte nur die Ausrüstung in ihrem Heimlabor und überzeugte benachbarte Farmen, ihre befruchteten Hühnereier für ihre Forschung zu verkaufen. Der Prozess war akribisch, als sie in jedem Entwicklungsstadium Hühnerembryonen schnitt und färbte, mit oder ohne entfernte Flügelknospe, um die Entwicklung sensorischer Neuronen zu überwachen.

Sie entdeckte etwas völlig Neues.

Im Gegensatz zu dem, was sie erwartet hatte, wanderte eine normale Anzahl von Neuronen in Richtung der fehlenden Flügelknospe in den mutierten Embryonen. Später in der Entwicklung starb eine große Anzahl dieser Neuronen, was zu der von Hamburger beobachteten neuronalen Hypoplasie führte. Darüber hinaus bemerkte sie eine signifikante Menge an Zelltod in gesunden Embryonen, was darauf hindeutet, dass der Zelltod ein normaler Teil der neuronalen Entwicklung war.

Levi-Montalcini kam zu einem anderen Schluss als Hamburger. Anstelle eines peripheren Organisators, der das Wachstum neuronaler Zellen förderte, kam Levi-Montalcini zu dem Schluss, dass die Gliedmaßenknospe einen überlebensfördernden Faktor produzierte, um den eine Überfülle sich entwickelnder Neuronen konkurriert, um den sich entwickelnden Flügel zu überleben und zu innervieren. Neuronen, die keine starken Verbindungen herstellen und nicht innervieren, sterben als normaler Teil der neuronalen Entwicklung.

Während des Zweiten Weltkriegs war es ihr nahezu unmöglich, in wissenschaftlichen Zeitschriften in Italien zu publizieren. Mit Hilfe ihres ehemaligen Beraters Giuseppe Levi schickte sie Manuskripte nach Belgien und veröffentlichte ihre Ergebnisse 1942 und 1943. Im Herbst 1943 mussten sie und ihre Familie erneut umziehen, diesmal nach Florenz, wo sie bis August 1944 im Untergrund blieben. Nachdem amerikanische Truppen die Deutschen aus Florenz vertrieben hatten, arbeitete sie als Ärztin und half bis Kriegsende 1945 bei der Behandlung von Flüchtlingen.

Während dieser Zeit interessierte sie sich sehr für Levi-Montalcinis Arbeit und bat sie, sein Labor an der Washington University in St. Louis, MO, zu besuchen. 1947 reiste sie in die USA und begann ihre Zusammenarbeit mit Hamburger’s lab. Obwohl sie nur ein Semester bleiben sollte, verbrachte sie schließlich 30 Jahre an der Washington University, wurde 1958 ordentliche Professorin und bekleidete diese Position bis zu ihrer Pensionierung 1977. 1962 gründete Levi-Montalcini ein zweites Labor in Rom und teilte ihre Zeit zwischen den USA und Italien auf. 1969 wurde sie erste Direktorin des Instituts für Zellbiologie des italienischen Nationalrats für Forschung, ebenfalls in Rom. Sie war bis zu ihrer Emeritierung 1979 Direktorin und anschließend Gastprofessorin.

Eine der wichtigsten Entdeckungen, die sie während ihrer Zeit in den Vereinigten Staaten machte, war die Entwicklung einer In-vitro-Kulturtechnik, die es ihr ermöglichte, Neuronen in einer Schale außerhalb des Embryos zu züchten. Es begann mit der Beobachtung, dass eine Maus-Tumorzelllinie ein erhöhtes Wachstum von Nervenzellen verursachte. Wenn sie auf einen Hühnerembryo gepfropft wurden, zogen diese Krebszellen das neuronale Wachstum an und stimulierten es, was darauf hindeutet, dass diese Krebszellen den mutmaßlichen überlebensfördernden oder „trophischen“ Faktor enthielten. Levi-Montalcini besuchte Herta Meyers Labor an der Universität von Brasilien in den frühen 1950er Jahren, wo sie Techniken entwickelte, um Nervenzellen zu kultivieren und Faktoren zu charakterisieren, die das neuronale Wachstum fördern.

Darüber hinaus rekrutierte Hamburger einen talentierten jungen Biochemiker an der Washington University, Stanley Cohen, um bei der molekularen Charakterisierung des trophischen Faktors zu helfen. Cohen schlug vor, Nukleinsäurehemmer zu verwenden, um festzustellen, ob der trophische Faktor eine essentielle DNA- oder RNA-Komponente hatte. Ein entscheidendes Experiment nutzte Schlangengift, von dem bekannt war, dass es sowohl RNA als auch DNA abbaut. Das Kontrollexperiment ergab, dass das Gift selbst tatsächlich starke Mengen des Pro-Überlebensfaktors enthielt, was darauf hindeutet, dass submaxilläre Drüsen als Quelle zur Isolierung und Reinigung des unbekannten Faktors verwendet werden könnten. Tatsächlich waren die submaxillären Drüsen der Maus eine reiche Quelle für diesen Faktor, der reichlich Ressourcen für Experimente und molekulare Charakterisierung bereitstellte.

Levi-Montalcini und Cohen entwickelten ein Antiserum gegen dieses Sekret, mit dem sie seine Funktion während der Embryonalentwicklung der Maus blockierten. Auffallend war, dass die Behandlung mit diesem Antiserum die Entwicklung des sympathischen Nervs fast vollständig abschaffte, vergleichbar mit dem Phänotyp, der sich aus der Ablation der Flügelknospe in Hühnerembryonen ergab. Dies war ein bemerkenswerter Durchbruch, da es schlüssig zeigte, dass periphere Gewebe ein Faktor sind, der das neuronale Überleben bei Säugetieren direkt beeinflusst.

Ihre Entdeckung wurde 1960 veröffentlicht und sie nannten die Substanz „Nervenwachstumsfaktor“ oder NGF. NGF war nur der erste einer ganzen Klasse von chemotaktischen Faktoren, die später als Neurotrophine bezeichnet wurden und das Wachstum und Überleben bestimmter Untergruppen von Neuronen fördern. Eine zweite Funktion von NGF besteht darin, Nervenzellen mit schlechter Konnektivität zu beschneiden oder zu entfernen. Levi-Montalcini beobachtete diesen Effekt schon früh in ihren Experimenten, als sie die hohe Zelltodrate in der frühen Embryonalentwicklung feststellte. Dieses „synaptische Beschneiden“ ist essentiell für die Entwicklung des Nervensystems.

Mit fortschreitender Entwicklung der molekularen Neurowissenschaften wurde deutlich, dass Neurotrophine auch im erwachsenen Gehirn eine Rolle spielen. Sie fördern das Lernen und Gedächtnis durch ihren Einfluss auf das Überleben neuer synaptischer Übertragungen. Es gibt überzeugende Beweise dafür, dass verringerte neurotrophe Faktoren mit der Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson zusammenfallen, und diese Proteine werden aktiv als therapeutische Instrumente für solche Krankheiten erforscht. 1986 teilten sich Rita Levi-Montalcini und Stanley Cohen den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin und hoben die Bedeutung ihrer Arbeit und die unermesslichen Auswirkungen auf verschiedene Bereiche der wissenschaftlichen Forschung hervor.

Rita Levi-Montalcini hatte eine unglaubliche Karriere, und NGF ist nur ein Teil der Geschichte. Sie war eine ausgesprochene Verfechterin der Wissenschaftsfinanzierung und der Frauen in der Wissenschaft. In einem Interview mit Scientific American im Jahr 1993 erklärt sie: „Ich kann Dinge tun, die sehr, sehr wichtig sind, zu denen ich niemals in der Lage gewesen wäre, wenn ich sie nicht erhalten hätte . Es hat mir die Möglichkeit gegeben, vielen Menschen zu helfen.“ Sie gründete 1992 mit ihrer Schwester Paola ihre eigene Stiftung, um Kindern Beratung und Mentoren zu bieten. 2001 erweiterte sie diese Stiftung, die nun afrikanische Frauen und Kinder mit Bildungsförderung und Stipendien unterstützt.

Italien machte Levi-Montalcini 2001 zur Senatorin auf Lebenszeit, und 2006 hatte sie einen berüchtigten Showdown mit rechtsextremen italienischen Politikern wegen eines Haushaltsvorschlags, der die Mittel für die Forschung kürzte. (Ja, sie hat diesen Kampf gewonnen. 2002 gründete sie das European Brain Research Institute, das sie bis zu ihrem Tod im Dezember 2012 leitete.

Rita Levi-Montalcini war eine der größten Wissenschaftlerinnen des 20.Jahrhunderts. Sie kämpfte sich durch tief verwurzelten Sexismus und den erstaunlichen Antisemitismus des Zweiten Weltkriegs, um das zu tun, was sie am meisten liebte. Die Auszeichnungen und Auszeichnungen waren nie das Ziel. Nachdem sie erfahren hatte, dass sie 1986 den Nobelpreis gewonnen hatte, kommentierte sie: „Es war eine große Ehre. Dennoch gibt es keinen so großen Nervenkitzel wie den Moment der Entdeckung.“

Ellen Elliott, Ph.D., ist Postdoktorandin am Jackson Laboratory for Genomic Medicine in Farmington, Connecticut. Ellen arbeitet im Labor von Adam Williams, Ph.D., wo sie die Funktion langer nicht-kodierender RNAs in TH2-Zellen und Asthma untersucht. Folgen Sie Ellen auf Twitter unter @EllenNichole.

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