Anne Jacobi, Boston Children’s Hospital, Harvard Medical School, Boston, United States

Screening zur Identifikation neuer genetischer Signalwege und Strategien für eine verbesserte Axonregeneration

Gefördert in: 2018, 2019, 2020


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Problem: Die Interventionsmöglichkeiten nach Querschnittslähmung sind unzureichend

Ansatzpunkt: Vergleich von Einzelzell-Transkriptionsanalysen von regenerationsfähigen und –unfähigen Zellen

Zielsetzung: Neue therapeutische Strategien für die Behandlung von Rückenmarksverletzung

 

Trotz bedeutender Fortschritte beim Versuch, die Nervenregeneration nach Querschnittslähmung voranzutreiben, sind die heutigen Interventionsmöglichkeiten unzureichend. In diesem Projekt will die Forschungsgruppe eine neue Strategie anwenden um neue Ansatzpunkte für eine bessere Regeneration und die funktionelle Wiederherstellung zu finden. Ihre Arbeit gründet sich auf neue Studien, die zeigen, dass es mehr als 40 unterschiedliche Typen von retinalen Ganglionzellen (RGC) in der Netzhaut der Maus gibt. Diese Subtypen variieren stark bezogen auf ihre Fähigkeit die Quetschung des optischen Nervs zu überleben und Nervenfasern zu regenerieren. So führt z. B. die Aktivierung des mTOR-Signalweges nach Verletzung nur in ein paar RGC-Subtypen zu einer starken Regeneration, sowie auch zur Regeneration von einigen kortikospinalen Neuronen. Die Studie baut auf diese Beobachtung und den Vorteilen von RGC und des Nervus Opticus Modells auf, und untersucht die Genexpression von regenerationsfähigen und –unfähigen RGC-Subtypen nach Verletzung. Diese werden mit und ohne mTOR-Aktivierung mittels Einzelzell-Transkriptionsanalysen charakterisiert.

Mit dieser hochmodernen Methode kann die Genexpression von einzelnen Zellen in einer gegebenen Zellpopulation untersucht werden. Außerdem können die Expressionsunterschiede der RGCs mit ihrer Empfindlichkeit gegenüber der Verletzung und ihrer Regenerationsfähigkeit nach mTOR-Aktivierung korreliert werden. Gene, die mit Regenerationsfähigkeit korrelieren, werden dann in ein Rückenmarksmodell übertragen. In diesem Modell kann dann untersucht werden, ob eine Regulierung der Expression dieser Gene nach oben oder unten zu einer verbesserten Regeneration und funktionellen Wiederherstellung führt. Das Ziel ist, mit diesem Arbeitsprogramm und der Einzelzell-Transkriptionsanalyse neue therapeutische Ansätze für die Behandlung von Rückenmarksverletzung identifizieren zu können.