Forscher machen Mäuse durchsichtig, um verborgene Nervenfolgen von Fettleibigkeit aufzudecken

Ein Forscherteam unter der Leitung, Direktor des Instituts für Biologische Intelligenz (iBIO) an der Helmholtz-Zentrum München und Professor an der LMU, hat MouseMapper entwickelt – eine Reihe, die auf Foundation-Modellen basieren und ganzkörperliche biologische Bilddaten analysieren können.

Das System kann automatisch 31 Organe und Gewebetypen identifizieren und gleichzeitig Nerven sowie Immunzellen im gesamten Körper kartieren, wodurch Wissenschaftler mehrere Organsysteme in intakten Mäusen gleichzeitig untersuchen können. „MouseMapper basiert auf einem Foundation Model, was bedeutet, dass es sich weit über die Daten hinaus verallgemeinert, auf denen es ursprünglich trainiert wurde", sagt Ying Chen, Co-Erstautor der Studie.

MouseMapper nutzt KI und Lichtblattmikroskopie. Um Ganzkörperkarten zu erstellen, markierten die Wissenschaftler Nerven und Immunzellen bei Mäusen mit fluoreszierenden Markern, die unter einem Mikroskop detektiert werden können.

Technik und Auswirkungen

Anschließend wendeten sie Gewebetransparenz-Techniken an, die die Tiere transparent machen, ohne die fluoreszierenden Signale zu stören, sodass Forscher tief in intakten Körpern abbilden konnten. Das Team verwendete eine fortschrittliche Lichtblattmikroskopie, um detaillierte dreidimensionale Bilder ganzer Mäuse zu erzeugen.

Die daraus resultierenden Datensätze enthielten Tens ärer Strukturen in verschiedenen Organen und Geweben. MouseMapper analysierte die Bilder automatisch und identifizierte Nerven, Ansammlungen im gesamten Körper.

Dieser Ansatz ermöglichte den Forschenden, zu lokalisieren, wo Entzündungen und strukturelle Schäden in Geweben wie Fettgewebe, Muskulatur, Leber und peripheren Nerven auftraten, ohne dass zuvor spezifische Regionen ausgewählt werden mussten. Fettleibigkeit schädigt Nerven und verändert die Immunaktivität.

Was die Studie zeigt

Um obesitybedingte Veränderungen zu untersuchen, ernährten die Wissenschaftler Mäuse mit einer fettreichen Diät, die Fettleibigkeit und metabolische Dysfunktion hervorrief, die denen beim Menschen ähnlich sind. MouseMapper zeigte weit verbreitete Störungen in der Organisation Körper.

Eine der bedeutendsten Entdeckungen betraf den Trigeminusnerv, einen Hauptnerv des Gesichts, der für Empfindung und motorische Kontrolle verantwortlich ist. Bei den fettleibigen Mäusen wiesen diese sensorischen Nerven deutlich weniger Verzweigungen und Endigungen auf, was auf eine beeinträchtigte Nervenfunktion hindeutet.

Verhaltensuntersuchungen zeigten zudem, dass übergewichtige Mäuse weniger auf sensorische Reize reagierten als schlanke Mäuse, was den strukturellen Schaden mit einer verminderten Sinnesfunktion in Verbindung bringt. Anschließend analysierten die Forscher den Trigeminusganglion, das die Zellkörper der Gesichtssinnesneuronen enthält.

Technik und Auswirkungen

Mittels räumlicher Proteomik identifizierten sie molekulare Veränderungen, die mit Nervenumbau und Entzündung zusammenhängen. Viele derselben molekularen Merkmale wurden auch im Trigeminusgewebe von übergewichtigen Menschen nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass die im Mäusemodell beobachteten Nervenveränderungen auch beim Menschen auftreten können.

Gewebe ätigt nervenveränderungen im Zusammenhang mit Übergewicht „Wir haben zuvor unbekannte strukturelle und molekulare Veränderungen im Trigeminusganglion sowie in seinen Gesichtszweigen aufgedeckt, und dasselbe molekulare Muster war auch im menschlichen Gewebe erhalten.

Eine solche Erkenntnis lässt sich nicht durch die Untersuchung eines einzelnen Organs gewinnen", sagt Dr. Doris Kaltenecker, Senior Scientist am Institut für Diabetes und Krebs (IDC) der Helmholtz München und erste Autorin der Studie.

Was die Studie zeigt

Neben der Adipositas glauben die Forscher, dass MouseMapper die Erforschung komplexer Erkrankungen verbessern kann, die mehrere Organsysteme betreffen, darunter Diabetes, Krebs, neurodegenerative Erkrankungen und Autoimmunerkrankungen.

Im Gegensatz zu früheren Methoden, die sich auf ausgewählte Gewebe oder Organe konzentrierten, bietet MouseMapper eine integrierte Plattform für Ganzkörperanalysen, die es ermöglicht, Krankheits-"Hotspots" im gesamten Organismus zu lokalisieren.

Das Team hat zudem die Ganzkörper-Datensätze öffentlich online zugänglich gemacht, sodass Forscher weltweit adipositasbedingte Veränderungen über Gewebe und Organsysteme hinweg untersuchen können. „Unser Ziel ist es, einen umfassenden Rahmen für das Verständnis zu schaffen, wie Erkrankungen den Körper als vernetztes System beeinflussen", sagt Ali Erturk.

Was die Studie zeigt

Unsere langfristige Vision besteht darin, wirklich realistische digitale Zwillinge von Mäusen im Gesundheitszustand und bei Erkrankungen zu entwickeln: zelluläre Atlanten, die wir computergestützt in silico abfragen, stören und screenen können.

Dies würde es uns ermöglichen, die frühesten Veränderungen zu identifizieren, die eine Erkrankung verursacht, gezielte Interventionen zu entwickeln, um diese zu verhindern, die Entdeckung neuer Therapien zu beschleunigen und gleichzeitig die Anzahl der durchgeführten physischen Experimente zu reduzieren.

Simons, Chenchen Pan, Marie Piraud, Daniel Rueckert, Maria Rohm, Farida Hellal, Markus Elsner, Harsharan Singh Bhatia, Ingo Bechmann, Bjoern H. Menze, Stephan Herzig, Johannes Christian Paetzold, Mauricio Berriel Diaz und Ali Erturk, 20. Mai 2026, Nature.

DOI: 10.1038/s41586-026-10535-2 Die Arbeit wurde unterstützt

DOI: 10.1038/s41586-026-10535-2 Die Arbeit wurde unterstützt durch den European Research Council (Consolidator Grant CALVARIA an A. Erturk; Grant 949017 an M.

Rohm), die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der deutschen Exzellenzstrategie innerhalb des Münchner Clusters für Systemneurologie (SyNergy, ID 390857198, EXC 2145), DFG-Sonderforschungsbereich SFB 1052 (A9) und TR 296 (P03), das Collaborative Research Centre CRC 1744, das Bundesministerium für Bildung und Forschung (Deutschland) im Rahmen der NATON-Kollaboration (01KX2121) und HIVacToGC, die Vascular Dementia Research Foundation, das Nomis Heart Atlas Project Grant (Nomis-Stiftung), die Else-Kroner-Fresenius-Stiftung, die Edith-Haberland-Wagner-Stiftung, die Helmut-Horten-Stiftung, das EFSD- und Novo Nordisk A/S-Programm für Diabetesforschung in Europa (für D.

Kaltenecker) sowie das China Scholarship Council (für Y. Chen).