Camila Marques de Freria, Neuroscience, University of California, San Diego, USA

Identifikation von Wirkstoffen, um neurologische Wiederherstellung zu verstärken

Gefördert in: 2021, 2022, 2023


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Problem: Der Kortikospinaltrakt zeigt die geringste spontane Regeneration
Ansatzpunkt: Kombination aus Stammzelltransplantation und intensiver Rehabilitation
Zielsetzung: Entwicklung neuer Strategien für die funktionelle Erholung


Eine Querschnittsverletzung ist eine sehr einschneidende Erkrankung, die für Patienten einen unwiederbringlichen Verlust von Funktionen unterhalb der Verletzungsstelle mit sich bringt. Aktuell ist Rehabilitation die vielversprechendste und am weitesten verbreitete therapeutische Intervention, die positive Ergebnisse bei Betroffenen zeigt. Dies gilt für Patienten, denen neurologische Funktionen auf Niveau oder unterhalb der Verletzungsstelle erhalten geblieben sind. Das kortikospinale System ist beim Menschen die motorische Hauptprojektionsbahn. Sie ist aber auch jene Bahn, die am geringsten zur spontanen Regeneration fähig ist und hierfür Anreiz von außen benötigt. Dabei kann beispielsweise eine Stammzelltransplantation für eine stabile Regeneration hilfreich sein (Kadoya, Nature Medicine 2016). In dem vorliegenden Projekt überprüfen die Wissenschaftler eine funktionelle Besserung durch folgende Kombinationstherapie: eine Stammzelletransplantation an der Verletzungsstelle plus intensives Rehabilitationstraining.

Zunächst möchten sie die molekularen Änderungen herausfinden, die sich durch eine solche Kombinationstherapie bei kortikospinalen Nervenzellen in der frühen bis zur späten Phase der Rehabilitation ergeben. Diese molekularen Veränderungen werden als das Rehabilitations-Transkriptom bezeichnet. Die Wissenschaftler wollen ihre Erkenntnisse mit Tiermodellen vergleichen, die keine Rehabilitation und/oder keine Stammzelltransplantation erhalten haben. Damit möchten sie den vollen Umfang des positiven Einflusses jedes einzelnen Ansatzes der Therapiestrategie beschreiben. 

Wenn einmal die Gene identifiziert sind, die während einer Intervention aus Rehabilitation und Stammzelltransplantation aktiv sind, soll eine Cloud-basierte Verarbeitung dabei helfen, diesen genetischen Code mit pharmakologischen Wirkstoffen zu vergleichen, die ein ähnliches genetisches Profil aufweisen.

Im nächsten Schritt wird dann eine Auswahl der besten Wirkstoffe getroffen. Diese Wirkstoffe, die mit einem solchen Profil ausgestattet sind, werden dann in Tiermodellen für Querschnittsverletzung auf ihre therapeutische Wirksamkeit getestet. Sollte sich dieses Vorgehen als erfolgreich erweisen, könnten neue Strategien entstehen, um eine funktionelle Verbesserung zu erreichen. Die Anwendung beim Menschen würde relativ rasch erfolgen, da einige dieser Wirkstoffe bereits eine FDA-Zulassung haben.