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Deutsch Intern
    Interdisziplinäres Zentrum für Klinische Forschung

    IZKF-Projektförderung

    Die laufenden IZKF-Projekte im Einzelnen:

    Projektbereich A - Pathophysiologie pathologischer Entzündungsreaktionen

    A-303

    Projekttitel

    Die Rolle des Immunsystems in der Pathogenese des Morbus Parkinson

    Projektleiter

    • PD Dr. Chi Wang Ip
      Neurologische Klinik und Poliklinik
    • Prof. Dr. rer. nat. Manfred Lutz
      Institut für Virologie und Immunbiologie

    Laufzeit

     01.01.2016 - 31.12.2018

    Abstract

    M. Parkinson ist eine neurodegenerative Erkrankung bei deren Pathogenese sich zunehmend Hinweise auf eine Beteiligung des Immunsystems verdichten. Wir generierten ein neues Parkinson Mausmodell durch Injektion eines viralen Vektors in die Substantia nigra (SN), die zu einer Überexpression der A53T Variante des Alpha-Synukleins (α- Syn) führt. In der Pathogenese des M. Parkinson nimmt α-Syn eine Schlüsselfunktion ein, da die A53T Mutation im α- Syn-Gen auch bei hereditären Parkinson Erkrankungen des Menschen gefunden wurde. In unserem neuen Mausmodell zeigen sich bessere histopathologische und klinische Übereinstimmungen als bei älteren Modellen. Es fand sich zudem eine ausgedehnte Expression von α-Syn in der SN und eine Reduktion der dopaminergen Neurone. Dieses neue Parkinson Modell ist somit histopathologisch und neurochemisch der menschlichen Erkrankung sehr ähnlich. In unseren Vorarbeiten konnten wir zudem Infiltrate von CD4+ und CD8+ T-Lymphozyten in der SN nachweisen, die auf eine Rolle des Immunsystems hindeuten. Ziel dieses Projektes ist es im Mausmodell die relevanten Komponenten des Immunsystems und die α-Syn-Antigenität nachzuweisen. Zunächst sollen infiltrierende Immun-Zellpopulationen histologisch und mittels FACS auf Subtypen und Aktivierungszustände näher analysiert werden. Pro- und anti-inflammatorische Mediatoren und gegen α-Syn gerichtete Antikörper werden über ELISA nachgewiesen. Weiterführende funktionelle Untersuchungen sind in genetisch modifizierten Mauslinien in Kombination mit der Durchführung von adoptiven Transfers von verschiedenen Lymphozytenpopulationen in immundefiziente RAG-1-/- Mäuse nach Injektion von A53T α-Syn geplant. Verhaltenstestungen, sowie histologische und immunologische Untersuchungen werden uns Aufschluss über die Immun-Pathogenese geben. Als translationales Ziel wird Blut von Patienten mit M. Parkinson auf humorale und zelluläre Bestandteile untersucht und α -Syn Antikörper Titer mit der Krankheitsschwere verglichen.

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    Institut für Virologie
    Neurologische Klinik und Poliklinik

    A-346

    Projekttitel

    Bedeutung der Nicotinamid-N-Methyltransferase für die Fettgewebsinflammation 

    Projektleiter

    • Dr. med. Daniel Kraus
      Medizinische Klinik und Poliklinik I - Nephrologie
    • Prof. Dr. rer. nat. Michael Bösl
      Institut für Experimentelle Biomedizin II

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Adipositas und Typ-2-Diabetes sind Volkskrankheiten, die aus einem Ungleichgewicht des Energiestoffwechsels entstehen. Die Pathomechanismen sind komplex und bis heute unzureichend aufgeklärt. Ein wesentliches Merkmal krankhafter Adipositas ist eine chronische, schwelende Inflammation im Fettgewebe. Einer der Antragsteller hat vor kurzem die energieregulierende Funktion des Enzyms Nicotinamid-N-Methyltransferase (NNMT) im Fettgewebe entdeckt. Unterdrückung des Enzyms in Leber und Fettgewebe schützt Mäuse vor der Entwicklung ernährungsbedingter Adipositas. Vorarbeiten haben Hinweise darauf ergeben, dass NNMT ein Teil der inflammatorischen Prozesse im Fettgewebe ist. Das beantragte Projekt wird der Frage nachgehen, ob NNMT für die Entstehung und das Aufrechterhalten einer Fettgewebsentzündung erforderlich ist. Zu diesem Zweck soll ein Mausmodell für einen fettgewebsspezifischen Knockout von NNMT generiert werden. Die Mäuse werden Standardnahrung und fettreiche Nahrung erhalten, um ernährungsbedingte Adipositas (diet-induced obesity, DIO) zu erzeugen. Die Phänotypisierung des Mausmodells wird besonders auf Inflammation im Fettgewebe abzielen. Als mechanistisches Experiment wird in Wildtyp- und in Knockout-Tieren eine chronische, leichte systemische Entzündung erzeugt werden, um zu zeigen, dass NNMT die Entzündung des Fettgewebes bei Adipositas vermittelt. Die Arbeiten sollen ein besseres Verständnis der pathophysiologischen Funktion von NNMT im Fettgewebe ermöglichen und können langfristig neue Perspektiven für die Therapie von Adipositas und Diabetes aufzeigen.

    Medizinische Klinik und Poliklinik I - Nephrologie
    Institut für Experimentelle Biomedizin II

    A-371

    Projekttitel

    Rolle des Ca++/Calcineurin/NFAT-Signal-Netzwerks bei der Kontrolle der kontaktallergischen Entzündung

    Projektleiter

    • Dr. Khalid Muhammad
      Pathologisches Institut
    • PD Dr. med. Andreas Kerstan

      Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    Die allergische Kontaktdermatitis (ACD) zählt mit ca. 20% zu den häufigsten Erkrankungen der Haut. Obwohl T-Lymphozyten bei der Sensibilisierung, Auslösung und Aufrechterhaltung dieser Erkrankung eine große Rolle spielen, sind über molekulare Mechanismen, die zu einer Progression, Amplifizierung und/oder Kontrolle der allergischen Entzündung führen, wenig bekannt. Zu diesem Zweck planen wir die Rolle des für T-Zellen wichtigen Transkriptionsfaktors „nuclear factor of activated T cells (NFAT) in dem anerkannten Mausmodells der contact hypersensitivity (CHS) zu analysieren. Unter Verwendung verschiedener Mausstämme, die CD4+ und CD8+ T-Zellen aufweisen, die für verschiedene NFATFaktoren defizient sind, wollen wir analysieren, ob NFAT-Proteine als "Signalverstärker" fulminanter Immunreaktionen, ähnlich wie bei der CHS, wirken. Die CHS-Reaktion beruht auf einer mehrtägigen Sensibilisierungsphase mit dem obligaten Kontaktallergen 2,4,6-Trinitrochlorbenzol (TNCB) an der Bauchhaut, gefolgt von einer Auslösungsphase am Ohr, wobei die resultierende Ohrschwellung mit zellulärer Infiltration über drei aufeinanderfolgende Tage beobachtet wird. Der Einfluss der NFATc1-Isoformen und NFATc2 auf die Aktivierung und Differenzierung CD4+ und CD8+ T-Zellen sowohl während der Sensibilisierungs- wie auch Auslösungsphase soll mit Durchflusszytometrie und Immunfluoreszenzfärbungen von Ohr, Milz und drainierenden Lymphknoten untersucht werden. Mit der RNA-Sequenzierung von Antigen-spezifischen NFATc1- oder NFATc2-defizienten T-Zellen versprechen wir uns, entscheidende NFAT-regulierte Gene bei der CHS-Reaktion zu identifizieren. Darüber hinaus ist geplant, die differentielle NFAT-Aktivierung in Antigen-spezifischen T-Zellen von Haut- und Blutproben Nickel-allergischer Patienten zu untersuchen. Wir erwarten von dem Projekt neue Erkenntnisse zur molekularen Kontrolle der ACD, die die Grundlage für innovative Therapien allergischer Immunantworten darstellen könnten.

    Pathologisches Institut
    Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie

    A-401

    Projekttitel

    Die Rolle des intestinalen Mykobioms in der Pathogenese der nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung

    Projektleiter

    • Prof. Dr. med. Oliver Kurzai
      Institut für Hygiene und Mikrobiologie
    • Prof. Dr. med. Thomas Dandekar
      Lehrstuhl für Bioinformatik
    • Prof. Dr. med. Andreas Geier 
      Medizinische Klinik und Poliklinik II / Hepatologie

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    Die Nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) umfasst von der einfachen Fettleber bis zur Nichtalkoholischen Steatohepatitis mit starker Entzündung (NASH) mit finaler Leberzirrhose die häufigsten chronischen Erkrankungen der Leber. Wie andere Stoffwechselerkrankungen ist auch NAFLD eng mit Störungen der Darmflora verbunden. Dabei sind Veränderungen des intestinalen Mikrobioms entscheidend für deren Ausbildung. Auch die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren durch Darmbakterien trägt zur Immunmodulation und späteren Leberentzündung bei. Wie jedoch intestinale Pilze zur Entwicklung der NAFLD beitragen ist wenig bekannt. Daher planen wir eine Untersuchung des Darm-Mykobioms in gesunden Probanden und Patienten mit NAFLD und NASH. Zusätzlich werden die Konzentration von 1,3-ß-D-glucan und anti-Pilz-Antikörpern in Patientenseren untersucht. Ebenso wird während des Krankheitsverlaufes mittels Durchflusszytometrie der pilzliche Einfluss auf Immunzellen analysiert. Durch integrative Bioinformatik-Ansätze werden wir untersuchen wie sich intestinale Bakterien und Pilze gegenseitig beeinflussen und welche Auswirkungen dieses Zusammenspiel auf die Lebensfähigkeit von Wirtszellen und die intestinale Physiologie hat. Insbesondere analysieren wir, ob bakterielle kurzkettige Fettsäuren die Interaktion von Pilzen mit dem intestinalen Epithel verändern. Schlussendlich werden wir untersuchen, wie sich therapeutische Interventionen auf die Zusammensetzung des intestinalen Mykobioms in NAFLD Patienten auswirken. Dieses Projekt wird nicht nur die Bedeutung von intestinalen Pilzen für darmassoziierte Entzündungssignalkaskaden und Immunzellaktivierung in der NAFLDPathogenese aufklären, sondern auch neue Erkenntnisse für die komplexe Interaktion mit dem bakteriellen Mikrobiom liefern. Durch die Verbindung von klinischer und medizinischer Grundlagenforschung mit neuesten bioinformatischen Methoden wird dieses Projekt den IZKF Projektbereich A verstärken.

    Institut für Hygiene und Mirkobiologie
    Lehrstuhl für Bioinformatik

    Medizinische Klinik und Poliklinik II / Hepatologie

    A-E-384

    Projekttitel

    Blockade von JAKs und OSM zur Unterbrechung entzündlicher Prozesse in NAFLD und Atherosklerose

    Projektleiter

    • PD Dr. rer. nat. Heike Hermanns
      Medizinische Klinik und Poliklinik II
    • Prof. Dr. med. Alma Zernecke-Madsen

      Institut für Experimentelle Biomedizin II

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    Die stetige Zunahme der Adipositas und assoziierter Komplikationen, wie die nicht-alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) und Atherosklerose, stellen ein rapide wachsendes medizinisches Problem dar. Mit Kosten von ca. €250 Millarden/Jahr drohen diese Erkrankungen das Gesundheitssystem zu überfordern. Bislang wurden sie meist isoliert untersucht; jüngere Studien legen jedoch eine enge Assoziation beider Erkrankungen nahe. Es ist daher entscheidend, die molekularen Mechanismen zu verstehen, die die Krankheitsentstehung und Progression in Leber und Gefäßwand organübergreifend verknüpfen. Neben den metabolischen Veränderungen konnte in den letzten Jahren klar erarbeitet werden, dass eine geringgradige Entzündung sowie eine Reihe von Zytokinen sowohl die NAFLD als auch die Atherosklerose beeinflussen. Eigene Ergebnisse legen nahe, dass das Zytokin Oncostatin M (OSM) und sein Rezeptor (OSMR) in der Pathogenese beider Erkrankungen beteiligt ist. Sein Einfluss scheint einerseits durch direkte Effekte auf den Cholesterinmetabolismus in der Leber, andererseits auch durch mögliche lokale Effekte auf die glatten Muskelzellen in der Arterienwand vermittelt zu werden. Im vorliegende Projekt sollen detaillierte in vitro und in vivo Untersuchungen durchgeführt werden, um die molekularen Mechanismen zu verstehen, über die die OSM/OSMR-Achse die Leber und gleichzeitig die Gefäßwand beeinflusst. Ein genaues Verständnis und die zielgerichtete Blockade dieser Signalwege könnten großes Potential bergen, sowohl die Progression der Lebersteatose zur NASH, als auch die atherosklerotische Läsionsprogression und Plaqueinstabilität in Patienten mit metabolischen Syndrom zu verhindern. Da viele Zytokine, einschließlich OSM, über den JAK/STAT-Weg signalisieren, könnten Inhibitoren dieses Signalwegs attraktiv zur Behandlung beider Erkrankungen sein. Daher wird dieses Projekt die Durchführbarkeit einer JAK-Aktivitätsblockade als mögliche Behandlungsoption beider Erkrankungen untersuchen.

    Medizinische Klinik und Poliklinik II / Hepatologie
    Institut für Experimentelle Biomedizin II

    Projektbereich B - Maligne Transformation und Tumor/Wirt-Interaktion und ihre Beeinflussung

    B-323

    Projekttitel

    Die Bedeutung neuer und etablierter Treibermutationen für Malignität und intratumorale Heterogenität im Melanom 

    Projektleitung

    • PD Dr. rer. nat Svenja Meierjohann
      Physiologische Chemie I
    • Dr. rer. nat. David Schrama
      Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie

    Laufzeit

    01.01.2016 - 31.12.2018

    Abstract

    Die immer effizienter und kostengünstiger werdenden Sequenzierungstechniken stellen einen wichtigen Schritt zu einer personalisierten Therapie von Tumorpatienten dar. Ohne die Bedeutung der Mutationen zu kennen, wird jedoch selbst die Information über die gesamten genetischen Veränderungen eines Tumors selten zu einer effizienten maßgeschneiderten Therapie führen. Dies gilt insbesondere dann, wenn in einem Tumor sehr viele Mutationen vorliegen. Das maligne Melanom gehört zu den Tumoren mit der höchsten somatischen Mutationsfrequenz, und eine Vielzahl von genomischen Veränderungen wurde hier bereits identifiziert. Bedeutung und potentielle tumorigene Funktionen der betroffenen Mutationen sind jedoch zumeist unbekannt. Im beantragten Projekt wollen wir daher sorgfältig ausgewählte Melanom-relevante Mutationen hinsichtlich ihres malignen Potentials charakterisieren. Im Speziellen soll dabei deren Rolle als Onkogen bzw. Tumorsuppressor, die Fähigkeit, kritische Signalwege zu beeinflussen, der Einfluss auf die Migration und Invasion sowie auf die Sensitivität gegenüber klinisch relevanten Inhibitoren analysiert werden. Im Rahmen eines next generation sequencing (NGS)-Projekts generierte Melanomzellen werden es uns ermöglichen, den Einfluss von Mutationen in genau dem genetischen Kontext, in dem sie gefunden werden, zu untersuchen. Die hohe Mutationsrate trägt zu der bekannten starken intratumoralen Heterogenität im Melanom bei. Basierend auf der NGS-Analyse und unter Verwendung der dazugehörigen Melanomzellen werden wir die Auswirkungen dieser Heterogenität analysieren können. Dabei soll geklärt werden, wie sich die Subpopulationen relativ zueinander entwickeln, und ob und ab welcher initialen Häufigkeit im Tumor sie das Therapieansprechen beeinflussen können. Die Analysen der beiden Aspekte des beantragten Projektes sollten zu einem besseren Verständnis von Biologie und Therapierbarkeit des Melanoms und damit zu verbesserten Behandlungsstrategien  

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    Physiologische Chemie I
    Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie

    B-334

    Projekttitel

    Untersuchungen zur Aufklärung der molekular-genetischen Resistenz im Ansprechen auf hypomethylierende Therapien und neue Therapieansätze für MDS und AML 

    Projektleiter

    • Prof. Dr. med. Andreas Rosenwald
      Pathologisches Institut
    • Dr. med. Raoul Tibes
      Medizinische Klinik und Poliklinik II

    Laufzeit

    01.01.2016 - 31.12.2018 

    Abstract

    Nichtansprechen von Patienten mit Myelodysplastischem Syndrom (MDS) und akuter myeloischer Leukämie (AML) auf eine Behandlung mit hypomethylierenden Substanzen (HMA), wie 5-Azacitidine oder Decitabine stellt eine große therapeutische Herausforderung dar. Molekulare Resistenzmechanismen sind unzureichend erforscht, zudem sind weder prädiktive Biomarker noch individualisierte Therapiekonzepte für diese Patientenkohorte etabliert. Ziel dieses Antrages ist es, diese Lücke im molekularen Verständnis und der Behandlung von fortgeschrittenen MDS/AML Patienten zu schließen. Geplant ist die systematische, genomische Charakterisierung von naiven und therapieresistenten AML/MDS Patienten die an der Julius-Maximilians-Universität behandelt wurden. 40 AML/MDS spezifische Gene, die in 75 Patienten der Mayo Clinic mit Versagen auf HMA basierter Therapie assoziiert waren, werden auf Mutationen hin untersucht. Zusätzlich erfolgen mRNA's und miRNA's Expressionsanalysen. Die Durchführung erfolgt in enger Abstimmung mit dem Pathologischen Institut der Universität Würzburg (Vorstand Prof. Dr. A. Rosenwald), welches auch die apparativen Voraussetzungen (IonTorrent Personal Genome Machine und NanoString) fuer die vorgeschlagenen Untersuchungen bereitstellt. In meiner Arbeitsgruppe wurden isogene 5- Azacitidine resistente Zelllinien generiert und umfangreich genetisch charakterisiert (Whole Exome sequencing, RNAseq, miRNAseq, sowie global methylation analysis (Illumina Infinium). Potentielle molekulare Targets, mit differentieller Exprimierung bzw. Splicing im HMA refraktären Patienten, konnten identifiziert werden, einschließlich eines tumor suppressor Gens, welches den MAPK pathway negativ reguliert. Weiter wurde ein 6-miRNA Profil zur prädiktiven Unterscheidung von HMA sensitiven und refraktären Zellen etabliert. Zudem konnten wir 6 in der HMA Refraktärität pharmakologisch aktive Substanzen mittels 2200 compound drug repurposing screens identifizieren, welche validiert werden und mögliche therapeutische Optionen fuer HMA refraktäre AML/MDS Patienten darstellen können.

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    Pathologisches Institut
    Medizinische Klinik und Poliklinik II - Hämatologie

    B-335

    Projekttitel

    Etablierung einer Organoidbank kolorektaler Tumore mit bekanntem Mutationsspektren zur Optimierung der personalisierten Medizin 

    Projektleiter

    • Dr. rer. nat. Markus Diefenbacher
      Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie
    • PD Dr. med. Armin Wiegering
      Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Gefäß- und Kinderchirurgie

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020 

    Abstract

    Im Rahmen des zur Förderung beantragten Projektes soll eine Organoidbank aus murinen und humanen Tumoren sowie Normalgewebe etabliert werden. Bei Organoiden handelt es sich um 3D-Kulturen, die aus isolierten normalen oder Tumor-Stammzellen des Dünn- bzw. Dickdarms etabliert werden. Isolierte Stammzellen bilden hierbei in einer dreidimensionalen Matrix Sphären aus, welche in ihrer zellulären Zusammensetzung und hierarchischen Anordnung mit dem Darmepithel vergleichbar sind. Es erfolgt die Ausbildung von Krypten, welche Stammzellen und Panethzellen enthalten, sowie von villi-artigen Strukturen, welche terminal differenzierte Zellen besitzen. Die Wachstumsgeschwindigkeit der Organoidkulturen entspricht dem des Darmepithels in vivo mit einer Gewebeerneuerung von 5-7 Tagen. In Vorarbeiten haben wir in den letzten Jahren zeigen können, dass MYC als das treibende Onkogen des KRK einer ausgeprägten posttranskriptionellen Regulation unterliegt, die sich zwischen Normal- und Tumorgewebe unterscheidet und die einer pharmakologischen Hemmung zugänglich ist. Diese veränderte Regulation stellt daher ein therapeutisches Fenster dar, das es erlaubt, die aberrante Expression und onkogene Funktionen von MYC zu hemmen, ohne die physiologischen MYC-Level zu beeinträchtigen. Anhand der etablierten Organoide wird nun untersucht ob diese Ansätze auch im humanen System anwendbar sind und sich hier ebenfalls ein Therapeutisches Fenster ergibt.

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    Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie
    Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Transplantations-, Gefäß- und Kinderchirurgie

    B-343

    Projekttitel

    Merkelzellkarzinom: Modellsysteme für Karzinogenese und Therapie eines Virus-induzierten Tumors 

    Projektleiter

    • Prof. Dr. med. Lars Dölken
      Lehrstuhl für Virologie
    • PD Dr. Roland Houben
      Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Das Merkelzellkarzinom (MCC) ist ein aggressiver Hauttumor, der durch das Merkelzellpolyomavirus (MCPyV) hervorgerufen wird. Unklar ist, in welchem zellulären Kontext das MCPyV die MCC Karzinogenese initiieren kann. Daher wollen wir zum einen der Frage nachgehen, was die Ursprungszelle dieses Tumors ist, während in einem zweiten Projektteil ein Proof-of-Concept für eine MCPyV T-Antigen (TA) gerichtete Immuntherapie erbracht werden soll. 1. Da MCC-Zellen endotheliale, neuroendokrine und lymphozytäre Marker exprimieren, werden unter anderem B-Zell oder epidermale Vorläuferzellen, sowie skin derived precursors als Ausgangspunkt der viralen Karzinogenese diskutiert. Neben der Expression von MCPyV-TA, sind MCCs durch Expression von ATOH1, sowie Inaktivität des NOTCH Signalwegs charakterisiert. Um die verschiedenen Hypothesen der MCC-Karzinogenese zu überprüfen, werden wir humane Fibroblasten mit induzier- bzw. aktivierbaren Versionen dieser verschiedenen Proteine transduzieren, und anschließend aus diesen Zellen induzierte pluripotente Stammzellen (iPSC) generieren. Nach Einleitung unterschiedlicher Differenzierungswege, werden wir nach Zugabe der induzierenden/aktivierenden Substanzen den Einfluss der verschiedenen Faktoren auf die Ausbildung eines MCC-Phänotyps abfragen können. Parallel werden wir, für die Evaluierung immuntherapeutischer Ansätze, ein syngenes MCC-Mausmodell etablieren, das auf MCPyV-TA transformierten Zellen basiert. 2. Wegen der Abhängigkeit der Tumorzellen von der Expression der viralen MCPyV-TA, bieten sich immunbasierte Therapien für das MCC an. Daher wollen wir neue Erkenntnisse aus der Zytomegalievirus (CMV) Grundlagenforschung einsetzen, um mit Hilfe rekombinanter CMVs die Tumor-induzierte immunologische Toleranz gegen die viralen Onkogene zu durchbrechen. Die CMV-spezifische Memory Inflation und die Expression des kostimulatorischen Proteins Raet1g sollen dabei genutzt werden, um die TA-spezifische CD8 T-Zellantwort substantiell zu verstärken.

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    Institut für Virologie und Immunbiologie
    Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie

    B-344

    Projekttitel

    Die Bedeutung von TNF und TWEAK für Entwicklung und Wachstum von Lebermetastasen nach Leberteilresektion 

    Projektleiter

    • Prof. Christoph Otto
      Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Transplantations-, Gefäß- und Kinderchirurgie
    • PD Dr. Harald Wajant
      Medizinische Klinik und Poliklinik II
    • Dr. Johannes Baur
      Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Transplantations-, Gefäß- und Kinderchirurgie

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020 

    Abstract

    Das regenerative Potential der Leber erlaubt ausgedehnte Resektionen zur Entfernung von Lebermetastasen. Die Regenerationsfähigkeit der Leber induziert aber auch das Wachstum von okkulten residualen Tumorzellen bzw. Mikrometastasen im Restparenchym. Solche Rezidivtumoren in der Restleber nach initial kurativer Resektion stellen ein klinisches Problem dar, da sie die Prognose wesentlich negativ beeinflussen. Die pleiotropen Zytokine TNF (Tumor necrosis factor) und TWEAK (TNF-like weak inducer of apoptosis) sind an der Entwicklung von Lebermetastasen beteiligt, werden nach Leberteilresektion stark induziert und können durch bereits zugelassene oder sich in der klinischen Entwicklung befindlichen Antikörper therapeutisch sehr gut adressiert werden. Die Blockade von TNF oder TWEAK alleine oder in Kombination sind daher naheliegende therapeutische Ansätze mit einem hohen translationalen Potential zur Behandlung von primären, aber auch resektionsinduzierten Lebermetastasen (Rezidivtumoren). Die Antragsteller wollen daher in präklinischen Modellen klären, ob und gegebenenfalls wie TNF und TWEAK die Entwicklung von Lebermetastasen synergistisch fördern und ob eine Koblockade dieser Zytokine bzw. deren Rezeptoren antitumoral besonders wirksam ist. TNF und TWEAK sind auch in der Leberregeneration involviert. Es wird daher auch zu klären sein, ob und wie stark eine TNF- und/oder TWEAK-Blockade bei der chirurgischen Entfernung von Lebermetastasen die gewollte Leberregeneration verzögert und die Entwicklung resektionsinduzierter und prognoselimitierender Rezidivtumoren inhibiert. In der Summe sollten diese Untersuchungen ermöglichen, das Potential einer TNF und/oder TWEAK-Blockade zur Behandlung von Lebermetastasen zu klären. Auch werden Erkenntnisse für die klinisch relevante Therapie der Resektion von Lebermetastasen darüber erwartet, ob eine solche Behandlung parallel zur Leberresektion oder erst verzögert nach Leberregeneration erfolgen kann.

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    Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral-, Transplantations-, Gefäß- und Kinderchirurgie
    Medizinische Klinik und Poliklinik II - Molekulare Innere Medizin

    B-345

    Projekttitel

    In situ-Detektion von Neoantigenen beim Malignen Melanom mittels Massenspektrometrie

    Projektleiter

    • Dr. med. Bastian Schilling
      Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie
    • Prof. Dr. Andreas Schlosser
      Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Die Immuntherapie maligner humaner Tumoren mittels Immuncheckpoint-Blockern (ICB) hat ihre klinische Wirksamkeit in verschiedenen Entitäten eindrucksvoll belegt. In Patienten mit fortgeschrittenem Melanom kann durch die Blockade von CTLA4 und PD-1 das Überleben von Patienten mit metastasierter Erkrankung signifikant verlängert und in einer Subgruppe von Patienten ein Langzeitüberleben erreicht werden. Damit diese Therapeutika wirken können, müssen sich auf den Tumorzellen der Patienten jedoch Tumorantigene finden, die durch autologe T Zellen erkannt werden. Für die ICB scheinen vor allem mutierte Epitope, sogenannte Neoantigene, die relevanten Tumorantigene zu sein. Es konnte gezeigt werden, dass der klinische Nutzen der ICB mit einer hohen Neoantigenlast assoziiert ist. Diese Erkenntnisse beruhen jedoch auf in silico-Vorhersagen und dem indirekten Nachweis von Neoantigenen durch Detektion spezifischer T Zell-Klone. Um eine klinische Nutzung von Neoantigenen als Vakzin oder als Biomarker zu erreichen, ist jedoch der direkte Nachweis auf Tumorzellen anzustreben.Im Rahmen des beantragten Projektes sollen Neoantigene, die mittels Transkriptomdaten als möglicherweise vorhanden anzusehen sind, direkt auf Tumorzellen nachgewiesen werden. Dazu soll die Massenspektrometrie eingesetzt werden, die es erlaubt, Moleküle durch Bestimmung des Verhältnisses von Ladung und Masse zu detektieren. Da die Transkriptomanalysen die Aminosäuresequenz möglicher Neoantigene anzeigen, können so ihre Massenspektrometrie-Signale vorhergesagt werden und dann auf Tumorzellen detektiert werden. Das Mutationsprofil und damit auch die möglichen Neoantigene eines jeden Tumors sind individuell unterschiedlich und somit „privat" für jeden Patienten. Durch den direkten Nachweis von Neoantigenen mittels Massenspektrometrie könnte die breite klinische Nutzung von Neoantigenen im malignen Melanom und anderen Tumoren erreicht und so eine personalisierte Immuntherapie möglich werden. 

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    Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie
    Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin Würzburg

    B-354

    Projekttitel

    Engineering für die Heilung: Neue 3D Tumormodelle zur Funktionsevaluierung der Tumor-reaktiven chimärischer-Antigenrezeptor(CAR)-modifizierten T-Zellen  

    Projektleitung

    • Dr. med. Michael Hudecek
      Medizinische Klinik und Poliklinik II
    • Dr. sc. hum. Gudrun Dandekar
      Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Adoptive Immuntherapie mit T-Zellen, die durch Gen-Engineering einen Tumor-reaktiven chimären Antigenrezeptor (CAR) exprimieren, ist eine hochinnovative neue Form der Krebstherapie. CARs sind synthetische Rezeptoren, die HLA-unabhängig Oberflächen-moleküle auf Tumorzellen erkennen. Aktuell liegt ein Fokus in unserem Forschungsfeld auf der Erschließung neuer Anwendung für CAR T-Zellen, v.a. für die Therapie solider Tumore. ROR1 ist ein vielversprechendes CAR Targetantigen, das beim Lungenadenokarzinom und Triple-negativen Mammakarzinoms exprimiert wird. In Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass T-Zellen, die einen ROR1-spezifischen CAR exprimieren, sehr effektiv ROR1+ Brust- und Lungenkrebs-Zelllinien in vitro zerstören. Die Verwendung von Tumorzelllinien in konventioneller 2D Kultur bildet jedoch nur unvollständig die Herausforderungen ab, die für eine effektive Anti-Tumorresponse unter klinischen Bedingungen vorliegen. Wir wollen deshalb die Funktion der CAR T-Zellen in neuartigen 3D Tumormodellen analysieren, die auf einer Kollagenmatrix (BioVaSc®/SISmuc) basieren, und es ermöglichen, biologische Prozesse, z.B. die Invasion der T-Zellen in den Tumor, die Migration durch das Tumorstroma, und den Erhalt der T-Zell Effektorfunktion in der immunsuppressiven Tumorumgebung realistischer nachzustellen. Die BioVaSc®-Matrix bietet eine modulare Plattform für das Tissue Engineering maligner und gesunder Gewebe. So möchten wir Pilotstudien durchführen, um i) die anti-Tumor Funktion der CAR T-Zellen in 3D Modellen aus Tumorzellen, Stroma und T regs unter statischen und dynamischen Bedingungen zu testen (Ziel 1 und 2) und ii) zu untersuchen, ob CAR T-Zellen gesunde Gewebe erkennen (Ziel 3). Auf diese Weise soll die Nützlichkeit unserer 3D Modelle gesunder Gewebe für präklinische Safety Tests evaluiert werden. Wir sind sicher, mit dem vorliegenden Projekt neue Erkenntnisse zur Verbesserung der CAR-Technologie und ihrer zügigen klinischen Translation beitragen zu können.

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    Medizinische Klinik und Poliklinik II - Comprehensive Cancer Center Mainfranken
    Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin

    B-357

    Projekttitel

    Der Ubiquitin-Proteasome System als therapeutische Zielstruktur beim Multiplen Myelom 

    Projektleiter

    • Prof. Dr. med. Ralf Bargou
      Medizinische Klinik und Poliklinik II
    • Dr. rer. nat. Nikita Popov
      Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie - Physiologische Chemie II

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Das Multiple Myelom (MM) ist eine unheilbare Erkrankung, die durch die maligne Transformation der reifen Plasma-B-Zellen entsteht. Die aktuellen Therapien setzen Proteasom-Inhibitoren ein. Diese Inhibitoren führen zu einem verlängerten Überleben, allerdings entwickeln die Patienten im Laufe der Therapie Resistenzen gegen diese Inhibitoren. Für die Behandlung des MM ist daher die Identifikation neuer therapeutische Zielstrukturen von großer Wichtigkeit. Arbeiten anderer Arbeitsgruppen und unserer weisen darauf hin, dass Komponenten des Ubiquitin-Proteasom Prozesses effektive Zielstrukturen für die Behandlung des MM und auch Proteasom-Inhibitoren resistenter MM Zellen sein können. Wir wollen daher Ubiquitin-abhängige Prozesse die beim MM wichtige Onkoproteine wie z.B. MYC regulieren untersuchen. So konnten wir zeigen, dass die Inhibition der Ubiquitin-Ligase HUWE1 in MM Zellen zu Proliferationsinhibition und Apoptose führt. Es sollen daher für das MM wichtige HUWE1 Substrate identifiziert werden und zellbiologisch und in primären MM Zellen charakterisiert werden. Eine weiter wichtige Gruppe von Proteinen ist die Klasse der Deubiquitinasen (DUBs). USP28 ist eine DUB die für die Stabilität von MYC wichtig ist. Wir wollen daher untersuchen ob USP28 beim MM ein therapeutisches Potential besitzt. Mit einem „loss-of-function“ CRISPR-Screen wollen wir DUBs in Proteasom-Inhibitor sensitiven und resistenten MM Zelllinien identifizieren, die für Überleben und Proliferation essentiell sind. Identifizierte Kandidaten werden anschließend biochemisch und zellbiologisch validiert und in primären MM Zellen auf ihre therapeutische Eignung charakterisiert.

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    Medizinische Klinik und Poliklinik II - Hämatologie
    Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie

    B-359

    Projekttitel

    Blutplättchen als Verstärker der immunvermittelten Dedifferenzierung und Metastasierung beim Mammakarzinom

    Projektleiter

    • Prof. Dr. rer. nat. Jörg Wischhusen
      Frauenklinik und Poliklinik
    • Prof. Dr. rer. nat. Bernhard Nieswandt
      Rudolf-Virchowzentrum für Experimentelle Biomedizin

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Funktionell inhibierte CD8+ T oder NK Zellen können in Mammakarzinomzellen eine Dedifferenzierung induzieren, die mit einer verstärkten Fähigkeit zur Tumorbildung sowie zur Metastasierung. Interessanterweise wurde eine Induktion dieses Phänotyps durch Blutplättchen beschrieben. Gleichzeitig sind Plättchen in der Lage Tumorzellen gegenüber zytotoxischen Immuneffektorzellen abzuschirmen ("tumor cell-induced platelet aggregation"), sodass sie nicht nur wachstumsfördernde Faktoren liefern, sondern auch die Funktion zytotoxischer Immunzellen beeinflussen können. Eigene Versuche unter Verwendung grob aufgereinigter Plättchen bestätigten diese Berichte, während der Effekt bei Verwendung hochreiner Präparationen erst nach Zugabe anderer Immunzellen auftrat. Daher soll jetzt geklärt werden, wie das synergistische Zusammenwirken von Plättchen und anderen Immunzellen zu einer Malignisierung von Tumorzellen führen kann. Anschließend soll in einem murinen Mammakarzinommodell bestätigt werden, dass die ex vivo Inkubation von Tumorzellen mit Plättchen und weiteren Immunzellen (analog zu den bisherigen Befunden) auch in einem immunkompetenten Tumormodell zur Malignisierung und verstärkten Metastasierung führt. Für das Projekt kann auf umfangreiche Vorarbeiten hinsichtlich der beteiligten Signalwege und –moleküle sowie auf eine Vielzahl genetischer Mausmodelle sowie proprietärer Inhibitoren zurückgegriffen werden. Somit kann ein neues Verständnis der tumor cell-induced platelet aggregation (TCIPA) erreicht werden, eines Phänomens, das zwar als ungünstiger prognostischer Marker erkannt, aber bislang nur unzureichend untersucht wurde.

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    Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin Würzburg
    Frauenklinik und Poliklinik

    B-369

    Projekttitel

    Pharmakologische Destabilisierung der Tumor ECM zur Effektivitätssteigerung von Immuntherapeutika

    Projektleiter

    • Dr. Erik Henke
      Institut für Anatomie und Zellbiologie
    • Prof. Dr. med. Andreas Beilhack
      Medizinische Klinik und Poliklinik II / Stammzelltransplantation

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    Bösartige Neubildungen der Brustdrüse (BCa) und der Bauchspeicheldrüse (PDAC) tragen stark zur krebsbedingten Mortalität bei. Beide Tumorarten sind durch Desmoplasie, d.h. die Infiltration B-369 von Bindegewebszellen und die Akkumulation von Extrazellulärer Matrix (ECM) gekennzeichnet. Dies beeinträchtigt insbesondere die Anwendung systemischer Therapien, die bei metastatischen Erkrankungen die einzige Behandlungsoption darstellen. Um die hohe Mortalität bei metastatischem BCa und PDAC grundlegend zu reduzieren sind neue Therapiekonzepte notwendig. In den letzten Jahren haben insbesondere Immuntherapeutische Ansätze vielversprechende Resultate gezeigt, Diese sind jedoch mit einigen spezifischen Problemen konfrontiert, die ihre Effizienz beeinträchtigen. So verhindern ein immunsuppressives Zytokinmilieu und mechanische Barrieren in Form einer defekten Tumorvaskulatur und einer hochverdichteten ECM eine effektive Infiltration des Tumors mit Lymphozyten. Diese Schutzeigenschaften verhindern auch einen wirksameren Einsatz von Immuntherapien. Insbesondere ein Zusammenspiel von Immuntherapien mit Therapieansätzen zur Beeinflussung der Tumorvaskulatur oder der ECM ist allerdings bisher kaum erforscht. Wir konnten zeigen, dass eine Destabilisierung der Tumor ECM mittels Lysyloxidaseinhibierung, durch die resultierende erhöhte Diffusion zu einer generell verbesserten Versorgung, und nachfolgend zu einer verringerten Expression immunsuppresiver Faktoren und einer Normalisierung der Tumorvaskulatur führt. In den behandelten Tumoren konnte eine erhöhte Infiltration mit CD8+ T-Lymphozyten beobachtet werden. Eine Destabilisierung der Tumor-ECM könnte also in doppelter Hinsicht die Effizienz von Immuntherapien erhöhen: durch Entfernung physikalischer Infiltrationsbarrieren und durch eine Verringerung protektiver Signalwege. In dem vorliegenden Projektantrag, wollen wir das Potential ECM-gerichteter Therapien erforschen, immuntherapeutische Ansätze in ihrer Wirksamkeit zu unterstützen.  

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    Institut für Anatomie und Zellbiologie
    Medizinische Klinik und Poliklinik II / Stammzelltransplantation

    Projektbereich D - Transplantation und Tissue Engineering

    D-321

    Projekttitel

    Zell- und Hydrogel-basierter Lipotransfer zur Stimmlippenaugmentation 

    Projektleitung 

    • Prof. Dr. rer. nat. Torsten Blunk
      Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand-, Plastische und Wiederherstellungschirurgie
    • PD Dr. med. Katrin Frölich
      Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten

    Laufzeit

    01.01.2016 - 31.12.2018

    Abstract

    Ein ungenügender Verschluss der Stimmritze (Glottis), wie er im Rahmen einer einseitigen Stimmlippenlähmung oder nach Tumorresektionen auftreten kann, führt zu Heiserkeit und Schluckstörungen. Die Behandlung dieser funktionellen Störung beruht auf der Verbesserung bzw. Wiederherstellung des kompletten Glottisschlusses. Dies kann durch Augmentation der betroffenen Stimmlippe durch Injektion von autologem Fettgewebe (Lipografts) erreicht werden. Dadurch wird diese weiter zur Mittellinie verlagert und der Glottisschluss verbessert sich. Aufgrund der Instabilität und der schwer vorhersagbaren Resorption des injizierten Fettgewebes ist eine Langzeitstabilität des augmentierten Volumens und damit eine dauerhafte Symptomfreiheit des Patienten jedoch nicht gewährleistet. Ziel des beantragten Projekts ist es daher, durch die Anreicherung der injizierten Lipografts mit isolierten mesenchymalen Stammzellen aus Fettgewebe (adipose-derived stem cells, ASC) bzw. der stromalen vaskulären Fraktion (SVF), den sog. „zell-assistierten Lipotransfer“, eine erhöhte Stabilitätsrate des eingebrachten Gewebes zu erreichen. Der Einsatz eines volumenstabilen, zell- und gewebeverträglichen Hydrogels (langzeitstabiles Fbringel) zur Einbettung der zellangereicherten Fetttransplantate soll zudem eine bessere Retention der Zellen und ein definiertes, stabiles Volumen des Implantats von Beginn der Behandlung an gewährleisten. Nach Charakterisierung der mit Zellen angereicherten Lipografts bzw. des Fibringelsystems in vitro und in vivo (Kaninchenohrmuschel) hinsichtlich der langfristigen Volumenstabilität, der Vitalität, Vaskularisierung und Gewebeentwicklung wird das neu entwickelte Füllmaterial für die Stimmlippenaugmentation im Kaninchenkehlkopf evaluiert. Für die erfolgreiche Durchführung des Projektes ergänzt sich die Expertise beider Projektpartner (AK Blunk - Grundlagenforschung Tissue Engineering von Fettgewebe; AK Frölich - Klinische Forschung Stimmlippenaugmentation) in idealer Weise.

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    Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand-, Plastische und Wiederherstellungschirurgie
    Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten

    Projektbereich E - Vaskulopathien und Myokarderkrankungen

    E-338

    Projekttitel

    Genetische Ursachen und Molekulare Mechanismen von Kardiomyopathien  

    Projektleitung

    • Prof. Dr. med Brenda Gerull
      Medizinische Klinik und Poliklinik I
    • PD Dr. rer. nat. Simone Rost
      Institut für Humangenetik
    • Dr. rer. nat. Daniel Liedtke
      Institut für Humangenetik

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020 

    Abstract

    Monogene Kardiomyopathien sind klinisch und genetisch heterogene Erkrankungen, die häufig auch bei jungen Menschen zu Herzinsuffizienz und plötzlichem Herztod führen. Das derzeitige klinische Management dieser angeborenen Formen ist limitiert durch: 1) das Unwissen über die verursachenden Gene; (2) mangelnde funktionelle Charakterisierung neuer Genvarianten; (3) das Unverständnis der zugrundeliegenden molekularen Mechanismen; (4) das Fehlen einer spezifischen präventiven Therapie. Unser Ziel ist, durch die Anwendung von neuen genetischen Technologien wie Exom-Sequenzierung und detaillierter funktioneller Analyse sollen potentiell krankheitsverursachende Varianten in neuen Kardiomyopathiegenen entdeckt, und die molekularen Mechanismen der Krankheitsentstehung aufgeklärt werden. Zunächst, werden wir ganze Exome von betroffenen Patienten sequenzieren und bioinformatische Analyseverfahren entwickeln, um neue kardiale Genvarianten zu identifizieren. Diese Genvarianten werden anschließend im Zebrafisch Modellsystem funktionell untersucht. Hierzu sollen die Gene mittels neuer Technologien (CRISPR/Cas9) ausgeschaltet oder als Mutationen ins Zebrafischgenom eingebracht werden. Die generierten Krankheitsmodelle werden phänotypisch in Hinblick auf Entwicklungsdefekte, Herzinsuffizienz und Rhythmusstörungen analysiert. Unser Ansatz eröffnet die Möglichkeit, bestimmte Zielgene therapeutisch zu beeinflussen. Besonders gut eignet sich das Zebrafischsystem für solche Analysen, da Medikamente und niedermolekulare Verbindungen, sog. „small molecules“ im Hochdurchsatzformat in den generierten Kardiomyopathie Modellen überprüft werden können. Unser interdisziplinäres Team verfügt über verschiedene Expertisen auf dem Gebiet der Humangenetik, Genomik, Modelorganismen und Molekularbiologie, um gemeinsam einen signifikanten Beitrag zur Implementierung von Genetik und Genomik in die Kardiologie und damit zur verbesserten Patientenversorgung von Kardiomyopathie-Patienten leisten zu können. 

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    Medizinische Klinik und Poliklinik I - Kardiologie
    Institut für Humangenetik

    E-352

    Projekttitel

    Rolle und therapeutische Modulierung von löslichem VEGFR-1 in der Atherosklerose 

    Projektleiterinnen

    • Dr. rer. nat. Sandra Vorlova
      Institut für Experimentelle Biomedizin II
    • Dr. Laura Peters
      Medizinische Klinik und Poliklinik I
    • Prof. Dr. med Alma Zernecke-Madsen
      Institut für Experimentelle Biomedizin II

    Laufzeit

     01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Die Atherosclerosis kann als eine chronische Erkrankung der Arterienwand angesehen werden und ist eine der führenden Todesursachen der Westlichen Welt. Aktuell zielen therapeutische Interventionen vor allem auf die Reduktion der bekannten Risikofaktoren. Es ist daher von großer Bedeutung, die inflammatorische Pathogenese der Atheroklerose zu verstehen, um neue anti-inflammatorische Therapieoptionen zu entwickeln.Der Rezeptor VEGFR-1 spielt neben seiner Funktion in der Angiogenese auch eine Rolle in der Pathogenese der Atherosklerose und sowohl aktivierte Endothelzellen als auch Makrophagen können große Mengen an VEGF freisetzen. Die genaue Funktion von VEGF in der Entzündungen ist jedoch nicht verstanden. Interessanterweise wird neben dem aktiven Rezeptor auch eine lösliche Isoform von VEGFR-1 aufgrund alternativer Polyadenylierung (APA) generiert. Löslicher (soluble) VEGFR-1 (sVEGFR-1) besitzt weder eine Transmembran-, noch eine Kinasedomäne, bindet jedoch VEGF weiterhin mit hoher Affinität und inhibiert damit effektiv seine Aktivität. Dazu kann sVEGFR-1 weiterhin mit membrangebundenen VEGFR-1 inaktive Heterodimere bilden. Die gezielte Verschiebung des Gleichgewichts zwischen membrangebundenem und löslichem VEGFR-1 als therapeutischen Angriffspunkt und die Auswirkungen des löslichen Rezeptors auf die Atherosklerose wurden bisher nicht untersucht und sind Ziele des vorliegenden Antrags. Im Einzelnen wollen wir den prädiktiven Wert von sVEGFR-1 und VEGF in Patienten mit koronarer Herzerkrankung eruieren. Parallel dazu planen wir, die APA von VEGFR1 in vitro durch genome editing mit Hilfe des CRISPR/CAS9 Systems zu modulieren um so den genauen Einfluss von sVEGFR-1 auf Immunzellen zu bestimmen. Schließlich wollen wir neuartige Antisense-basierte Herangehensweisen wählen, um die Rolle von sVEGFR-1 in der Atherosklerose zu untersuchen.

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    Institut für Experimentelle Biomedizin II
    Medizinische Klinik und Poliklinik I

    Projektbereich F - Neue diagnostische und bildgebende Verfahren

    F-365

    Projekttitel

    Entwicklung eines radioaktiv markierten CYP17-Inhibitors für die Theranostik von Nebennierentumoren

    Projektleiter

    • Dr. rer. nat. Andreas Schirbel
      Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
    • Prof. Dr. med. Stefanie Hahner
      Medizinische Klinik und Poliklinik I / Endokrinologie

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    Für die oft schwierige Differentialdiagnostik von Nebennierentumoren entwickelten wir in den letzten  Jahren [123I]Iodmetomidat und das metabolisch stabilisierte Derivat [123I]IMAZA. Beide Tracer binden an zwei ausschließlich in der Nebennierenrinde und ihren Tumoren exprimierte Enzyme (CYP11B1/2) und  konnten an knapp 300 Patienten erfolgreich eingesetzt werden. Darunter waren auch zahlreiche Patienten  mit metastasiertem Nebennieren-Karzinom. Hier beobachteten wir jedoch nur bei 40% der Patienten einen  Uptake in allen bekannten Läsionen. Nur diese Minderheit der Patienten waren daher Kandidaten für eine  nachfolgende Endoradiotherapie mit [131I]Iodmetomidat bzw. [131I]IMAZA, welche mit bemerkenswertem  Erfolg bei nur geringen Nebenwirkungen durchgeführt werden konnte. Die geringe Sensitivität der beiden  Tracer ist auf den oft schlechten Differenzierungsgrad des Nebennieren-Karzinoms zurückzuführen.  Ein verbesserter Tracer sollte daher an ein anderes molekulares Target binden. Hier konnten wir in  Vorarbeiten zeigen, dass das Enzym CYP17 in Gewebeschnitten von mehr als 250 Nebennieren-  Karzinom-Patienten deutlich höher exprimiert wird als CYP11B1/2. Tracer, die an CYP17 binden, sollten  daher sowohl diagnostisch als auch therapeutisch hochinteressant sein. Wir konnten bereits zahlreiche  fluorierte und iodierte Derivate von Abirateron und CFG920 synthetisieren, von denen die besten IC50-  Werte von bis zu 1 nM aufwiesen. Daher wollen wir im beantragten Projekt die analogen radioaktiven  Tracer komplett präklinisch evaluieren. Da Abirateron bereits für die Therapie des kastrationsresistenten  Prostata-Karzinoms zugelassen ist, ergibt sich für den besten von uns entwickelten Tracer auch eine  mögliche Anwendung bei dieser Krankheit, welche der häufigste Tumor beim Mann ist. 

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    Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
    Medizinische Klinik und Poliklinik I / Endokrinologie

    F-N-376

    Projekttitel

    Neue funktionelle und morphologische MRT-Marker des Fibromyalgiesyndroms

    Projektleiter

    • Prof. Dr. med. Claudia Sommer
      Neurologische Klinik und Poliklinik
    • Prof. Dr. med. Mirko Pham
      Institut für Diagnostische und Interventionelle Neuroradiologie

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    Das Fibromyalgiesyndrom (FMS) ist ein überwiegend Frauen betreffendes, schwer behandelbares chronisches Schmerzsyndrom mit hoher Prävalenz in der Bevölkerung, das zu ausgeprägtem Leiden, Verlust von Lebensqualität und hohen Kosten führt. Bezüglich der Pathogenese werden u.a. eine Funktionsstörung der peripheren Nozizeptoren und eine veränderte Schmerzverarbeitung im zentralen Nervensystem diskutiert. In der Neurologischen Klinik wurde eine Kohorte von >100 FMS Patientinnen detailliert bezüglich der klinischen Symptomatik, des Copings, verschiedener Laborparameter sowie der Funktion der peripheren Nozizeptoren untersucht. Dabei stellten sich Untergruppen mit ausgeprägter und mit geringer oder fehlender Funktionsstörung im peripheren Nervensystem heraus. Mittels dieser Kohorte möchten wir die relative Bedeutung von und die Interaktion zwischen peripheren und zentralen Nervensystem bei Patientinnen mit FMS aufklären und somit dazu beitragen, gezieltere, pathophysiologisch orientierte Therapieansätze zu entwickeln. Im geplanten Projekt sollen bei Patientinnen mit stark ausgeprägter und mit wenig ausgeprägter Pathologie im peripheren Nervensystem die Morphologie, Konnektivität und funktionelle sowie metabolische Aktivität im zentralen Nervensystem untersucht werden. Dies wird Mithilfe von strukturellen T1w MPRAGE MRT, MR-Spektroskopie, Diffusions- Tensor-Imaging und resting-state fMRI Sequenzen, sowie statistischen Bildanalysen erfolgen. Es wird somit möglich werden, morphologische, konnektive und funktionelle Unterschiede im Zentralnervensystem erstens zwischen Patientinnen mit Fibromyalgiesyndrom und gesunden Kontrollpersonen, zweitens zwischen Patientensubgruppen zu identifizieren. Wir erwarten hiervon weitreichende Erkenntnisse zur Pathophysiologie des Fibromyalgiesyndroms sowie zu dessen Einordnung als Erkrankung des peripheren und/oder zentralen Nervensystems und neue Ansätze für Subgruppen-spezifische Therapien.

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    Neurologische Klinik und Poliklinik
    Institut für Diagnostische und Interventionelle Neuroradiologie

    Projektbereich N - Klinische und molekulare Neurobiologie

    N-304

    Projekttitel

    Ciliary neurotrophic factor (CNTF) in der humanen Retina während des normalen Alterns und bei der altersbedingten Makuladegeneration 

    Projektleiter

    • PD Dr. med. Thomas Ach
      Augenklinik und Poliklinik
    • Prof. Dr. med. Michael Sendtner
      Institut für Klinische Neurobiologie

    Laufzeit

    01.01.2016 - 31.12.2018 

    Abstract

    Die altersabhängige Makuladegeneration (AMD) ist eine multifaktorielle Erkrankung des älteren Menschen, die bis zur Erblindung führen kann. Mit der intravitrealen Blockade von Wachstumsfaktoren kann zumindest bei einem Teil der Patienten (exudative AMD; 10 %) eine Progression verzögert werden. Für den Großteil der Betroffenen (Frühformen und geographische Atrophie; 90%) gibt es derzeit keine erfolgreichen Therapien. In der klinischen Erprobung sind Medikamente wie intravitreal applizierter ciliary neurotrophic factor (CNTF). CNTF ist ein neurotropher und myotropher Faktor, der sich positiv auf das Überleben von Motoneuronen und Neuronen, aber auch Zellen der Retina auswirkt. Im Tiermodell konnte eine intravitreale CNTF-Gabe die Degeneration von Fotorezeptoren verzögern. Ähnliche Effekte wurden auch beim Menschen beobachtet. Daten zur genauen Wirkweise und möglichen Angriffspunkte in der murinen und humanen Netzhaut fehlen jedoch.Das vorliegende Projekt hat deshalb zum Ziel, die CNTF Expression und CNTF Rezeptorverteilung in der normal alternden menschlichen Netzhaut sowie bei AMD zu charakterisieren. Identische Untersuchungen werden an alternden Wildtyp-Mäusen durchgeführt. Zusätzliche Knockout Mausmodelle sollen ermöglichen, CNTF-Signalkaskaden aufzuzeigen und die entsprechenden phänotypischen RPE und Fotorezeptor- Veränderungen zu beschreiben. Vergleiche zwischen den histologischen Ergebnissen werden erlauben, Unterschiede und Gemeinsamkeiten von humanem und murinem Gewebe zu definieren, was dann auch als Basis für die Entwicklung neuer Therapeutika für den Menschen dienen kann.

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    Augenklinik und Poliklinik
    Institut für Klinische Neurobiologie

    N-320

    Projekttitel

    Anatomische und funktionale Untersuchungen im ZNS von Zebrafischmodellen humaner Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivitätsstörung (ADHS)

    Projektleitung

    • Prof. Dr. Marcel Romanos
      Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
    • Dr. rer. nat. Carsten Drepper
      Klinik und Poliklinik für Kinder- u. Jugendpsychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
    • Dr. rer. nat. Christina Lillesaar
      Physiologische Chemie I

    Laufzeit

    01.01.2016 - 31.12.2018 

    Abstract

    In den letzten zwei Jahrzenten wurde eine Vielzahl von genetischen Grundlagen bei psychiatrischen Erkrankungen, wie etwa Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS), Autismus, Angsterkrankungen, Depression, usw., identifiziert. Für die Mehrzahl der identifizierten Genvarianten ist völlig unverstanden, ob und wie diese zur Ausprägung eines spezifischen psychiatrischen Krankheitsbildes beitragen. Innerhalb des letzten Jahres haben wir eine auf Zebrafisch basierte Plattform aufgebaut, mit der sich entsprechende Fragestellungen adressieren lassen. So konnten wir als Ausgangspunkt in unserem Labor die Etablierung eines Morpholino-vermittelten loss-of-function Modells für das ADHS-Kandidatengen LPHN3 reproduzieren und phänotypisch charakterisieren. Es zeigte sich hypothesenkonform eine Hyperaktivität und eine verminderte Tyrosinhydroxylase Expression im Hirn des Zebrafischmodells. Auch konnten wir Untersuchungen zur Toxikologie der ADHS-Kandidatensubstanz Acetaminophen (Paracetamol) mit unserer Zebrafischplattform durchführen. Mit diesem hier beantragten Projekt werden wir die mechanistische Rolle der Top5 ADHS-Kandidatengene untersuchen. Es ist geplant neben der Phänotypisierung von Morpholino-Modellen auch die auf Mutationen basierende CRISPR/Cas9 Technologie anzuwenden. Auch werden wir die Phänotypisierung durch ein Setup für adulte Zebrafische komplettieren und dadurch ein vollständiges Entwicklungsmodell psychiatrischer Erkrankungen schaffen. Durch diese Erweiterung werden wir in die Lage versetzt, auch komplexere Verhaltensweisen (z.B. soziale Interaktionen oder Angstverhalten) in den entsprechenden Modellen zu untersuchen und somit ein besseres Verständnis der höheren Funktionen einzelner Genvarianten zu erhalten. Durch das phänotypische und morphologische Charakterisieren einer Mutation durch die gesamte Ontogenese des Tieres erhoffen wir uns ein besseres Verständnis von der genetischen Ätiopathogenese psychiatrischer Erkrankungen.  

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    Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und PsychotherapieKlinik und Poliklinik für Kinder- u. Jugendpsychiatrie, Psychosomatik u. Psychotherapie

    Physiologie Chemie I

    N-353

    Projekttitel

    Etablierung innervierter 3D Hautkulturen zur Untersuchung der Pathophysiologie von small fiber Neuropathien

    Projektleitung

    • PD Dr. med. Nurcan Üçeyler
      Neurologische Klinik und Poliklinik
    • Dr-Ing. Jan Hansmann
      Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Small fiber Neuropathien (SFN) sind eine Subgruppe sensibler Polyneuropathien, die durch eine Störung der A-delta und C-Nervenfasern typischerweise mit brennenden neuropathischen Schmerzen an Zehen und Füßen charakterisiert ist. Histologisch findet sich eine Reduktion bis Verlust der intraepidermalen Nervenfasern (IENF). Warum diese Fasern degenerieren, wie Nozizeptorverlust mit Schmerz einhergeht und warum die Faserdichte nicht mit Schmerz korreliert, ist unklar. Es gibt Hinweise darauf, dass Fibroblasten und Keratinozyten hierbei eine wichtige pathophysiologische Rolle spielen. Allerdings sind die Untersuchungsmöglichkeiten der Zell-IENF-Interaktionen in vivo und in vitro eingeschränkt – nicht zuletzt aufgrund des nur geringen Biomaterials, das von Probanden gewonnen werden kann ohne Möglichkeit der funktionellen Analyse. Unser Ziel ist, mittels moderner Zellkulturtechnik aus nur 6 mm kleinen Hautstanzbiopsaten von SFN Patienten und Kontrollen, 3D Hautmodelle zu etablieren, die wir mit sensiblen Nervenfasern innervieren möchten. Diese innervierten 3D Hautmodelle sollen mittels histologischer, molekularbiologischer und elektrophysiologischer Techniken hinsichtlich möglicher lokaler Einflussfaktoren auf Nervenfasersensibilisierung untersucht werden. Zudem sollen sie der funktionellen Analyse von topisch wirksamen Analgetika dienen. Innervierte 3D Hautmodelle werden nicht nur entscheidend dazu beitragen, das Verständnis der Schmerzpathophysiologie und der Nervenfasersensibilisierung bei SFN zu verbessern, sondern auch völlig neue Möglichkeiten eröffnen, Zell-Nerv-Interkationen zu analysieren. Dies wird die Forschung sowohl auf dem Gebiet Schmerz und Neuropathien, als auch in Nachbardisziplinen und bei der pharmazeutischen Medikamentenentwicklung beflügeln. Unser Projekt setzt mit der Kooperation zwischen klinischer und experimenteller neurobiologischer Forschung die Verbundthematik optimal um.

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    Neurologische Klinik und Poliklinik
    Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin

    N-355

    Projekttitel

    Zerebrale Serotonintransporter-Aktivität bei ängstlicher Depression als Entscheidungshilfe für spezifischere Therapie

    Projektleiter

    • Dr. med. Andreas Menke
      Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
    • Dr. med. Constantin Lapa
      Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Ängstlich-depressive Patienten zeigen gegenüber nicht-ängstlich Depressiven eine schwerere Symptomatik, höhere Suizidalität und ein schlechteres Therapieansprechen. Sie stellen mit etwa 50% die größte Subgruppe der depressiven Patienten dar. Bislang werden Störungen des serotonergen Systems als wesentlicher Faktor zur Entwicklung von depressiven wie auch ängstlichen Störungen angenommen. Studien mit den selektiven Serotonin- Wiederaufnahme-Hemmern (SSRIs), also Hemmer des Serotonintransporters (SERT) zeigten ein schlechteres Ansprechen der Antidepressiva bei ängstlich-depressiven Patienten, wohingegen Studien mit Serotonin und Noradrenalin Wiederaufnahmehemmern (SNRI) keinen Unterschied oder sogar ein besseres Therapieansprechen beobachten konnten. Polymorphismen wie 5-HTTLPR in dem SERT kodierenden Gen, SCL6A4, führen zu einer reduzierten Expression und wurden mit ängstlichem Verhalten und mit erhöhtem Risiko depressive Episoden in Abhängigkeit von Kindheitstrauma zu entwickeln assoziiert. Diese Polymorphismen wurden auch mit schlechterem Therapieansprechen assoziiert und eine Hypomethylierung des SLC6A4 wurde bei Patienten mit eingeschränkter Therapieresponse beobachtet. Studien mit Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ergaben eine reduzierte Bindungskapazität des SERT in unmedizierten depressiven Patienten. Tatsächlich konnte eine erhöhte Bindungskapazität des SERT vor Beginn einer Behandlung mit einem SSRI ein erfolgreiches Therapieansprechen vorhersagen. Daher soll diese Studie mit einer Kombination aus genetischen (SERT Polymorphismen und Methylierung, sowie RNA-Expression) und Bildgebungsdaten (zentrale SERT Bindungskapazität) erstmalig zeigen, ob ängstlich-depressive Patienten eine verminderte SERT Bindungskapazität haben, die zumindest teilweise ein vermindertes Ansprechen auf SSRIs erklärt könnte und daher Antidepressiva gewählt werden sollten, die vor allem noradrenerge und dopaminerge Pathways modulieren, wie zum Beispiel Venlafaxin oder Duloxetin.

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    Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
    Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin

    N-356

    Projekttitel

    Pathogenese von Anti-Contactin-1-assoziierten Neuropathien

    Projektleiterinnen

    • Prof. Dr. rer. nat. Carmen Villmann
      Institut für Klinische Neurobiologie
    • Dr. med. Kathrin Doppler
      Neurologische Klinik und Poliklinik

    Laufzeit

    01.07.2017 - 30.06.2020

    Abstract

    Autoantikörper gegen Contactin-1, ein paranodales Schnürringprotein, wurden 2013 erstmals bei Patienten mit entzündlichen Neuropathien beschrieben. Patienten mit Autoantikörpern gegen paranodale Proteine unterscheiden sich klinisch und im Therapieansprechen von Patienten mit anderen entzündlichen Neuropathien. Da es sich überwiegend um Antikörper der Subklasse IgG4 handelt, kommt eine Komplement-vermittelte Entzündungsreaktion, wie sie bei anderen Autoantikörper-vermittelten Neuropathien vermutet wird, als Schädigungmechanismus nicht in Frage. In der geplanten Studie möchten wir die Pathogenität von IgG4- und IgG3-Autoantikörpern gegen Contactin-1 durch die Übertragung von Patientenantikörpern auf die Ratte und Induktion von Symptomen und Nervenleitungsstörung untersuchen. Die Untersuchung der Ranvierschen Schnürringe der behandelten Tiere mittels hochauflösender Mikroskopie soll Hinweise auf den zugrunde liegenden Pathomechanismus liefern. Auf funktioneller Ebene werden wir durch Patch-Clamp-Messungen an Spinalganglienneuronen untersuchen, inwieweit die Autoantikörperbindung die Leitfähigkeit der Natriumkanäle beeinflusst, da das Protein Contactin-1 mit den spannungsabhängigen Natriumkanälen interagiert. Durch die Identifizierung der Epitope und Untersuchung der Bindungseigenschaften der Antikörper an verschiedenen Geweben (peripherer Nerv, Spinalganglienzellen) möchten wir die Pathogenese der Nervenschädigung auf molekularer Ebene näher untersuchen. Eine Hypothese ist, dass die IgG4-Autoantikörperbindung an das Targetprotein primär die Protein-Protein-Interaktionen der Zelladhäsionsproteine stört und sekundär Fehlverteilungen der Adhäsionsproteine selbst sowie der assoziierten Ionenkanäle entstehen, die im Verlauf veränderte Nervenleitfähigkeiten bedingen. Unser Ziel ist es, die Pathogenese der Anti-Contactin-IgG4- assoziierten Neuropathie aufzuklären, um langfristig zielgerichtete Therapien der verschiedenen Subtypen der entzündlichen Neuropathien zu ermöglichen.

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    Institut für Klinische Neurobiologie
    Neurologische Klinik und Poliklinik

    N-362

    Projekttitel

    Optogenetische Untersuchung striataler Dysregulation im Parkinson Mausmodell

    Projektleiterinnen

    • PD Dr. med. Chi Wang Ip
      Neurologische Klinik und Poliklinik
    • Prof. Dr. rer. nat. Philip Tovote
      Institut für Klinische Neurobiologie

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    Die Pathophysiologie des M. Parkinson (PD) ist noch ungeklärt und es existiert bislang keine kausale Therapie dieser Erkrankung. Anatomisch kommt es zu einer progredienten Degeneration der dopaminergen Neurone in der Substantia nigra (SN) mit Denervierung der striatalen Projektionen sowie zum Auftreten von intrazytoplasmatischen Lewy-Körper, deren Hauptkomponente alpha-Synuklein (aSyn) ist. Die Funktion dieses Proteins ist nicht eindeutig geklärt, hereditäre Parkinson-Syndrome mit Mutationen des aSyn kodierenden Gens deuten auf eine pathogene Rolle von verändertem aSyn. Es wird postuliert, dass die dopaminerge Neurodegeneration zu einer Imbalance des zentralen motorischen Netzwerkes zwischen Basalganglien, Thalamus und Motorcortex führt und letztendlich die klinische Symptomatik beim PD bedingt. Dabei spielt die Dysregulation des Striatums eine wichtige Rolle, denn hier treten exzitatorische Fasern aus dem Cortex und dem Thalamus, dopaminerge Fasern aus der SN und modulierende striatale Interneurone mit den „medium spiny neurons“ (MSN) in Kontakt, die wiederum als wichtigste striatale Projektionsneurone in weitere Basalganglionäre Strukturen und in den Thalamus verlaufen. Ziel dieses Projektes ist es in einem auf mutiertem aSyn basierenden PD Mausmodell (AAV1/2- A53T-aSyn) die striatale Dysregulation zu untersuchen mittels zellbiologischer und elektrophysiologischer Techniken. Dabei sollen striatale MSN, striatale Interneurone, cortico-striatale und thalamo-striatale Trakte analysiert werden mittels immunhistochemischer und histologischer Methoden, elektrophysiologischer Untersuchungen auf neuronale Aktivität und durch optogenetische Modulation der Aktivität corticaler, thalamischer und striataler Neurone. Wir werden zellbiologische Pathologie und elektrophysiologische, zur Netzwerkstörung führende Veränderungen korrelieren und durch Optogenetik Verbesserung motorischer Defizite erzielen, und somit mögliche, neue Ziele einer Parkinson-Therapie identifizieren.

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    Institut für Klinische Neurobiologie
    Neurologische Klinik und Poliklinik

    N-375

    Projekttitel

    Analyse der neuronalen Gb3 und Ionenkanalinteraktion bei M. Fabry mittels High-Resolution Mikroskopie

    Projektleiterinnen

    • Prof. Dr. med. Nurcan Üçeyler
      Neurologische Klinik und Poliklinik
    • Prof. Dr. rer. nat. Markus Sauer
      Lehrstuhl für Biotechnologie und Biophysik

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    M. Fabry ist eine X-chromosomal vererbte lysosomale Speicherkrankheit, die bedingt ist durch Mutationen im Gen der alpha-Galaktosidase A, was zur intrazellulären Akkumulation von Globotriaosylceramid (Gb3) führt. Als Multiorganerkrankung ist M. Fabry lebenslimitierend und schränkt die Lebensqualität der Patienten erheblich ein. Neurologisch geht M. Fabry v.a. mit einer Kleinfaserpathologie einher, die sich mit brennenden Schmerzen, thermischer Hypästhesie und Hautdenervierung manifestiert. Die Pathophysiologie dieser Kleinfaserstörung ist nicht bekannt; den Gb3 Ablagerungen wird hierbei aber eine pathophysiologische Schlüsselrolle zugeschrieben. Wir konnten in einer Vorläuferstudie zeigen, dass im Mausmodell des M. Fabry mit alpha-Galaktosidase A Defizienz, Spinalganglienneurone altersabhängig einen Anstieg der intrazellulären Gb3 Last aufweisen, was mit einem Versiegen u.a. der spannungsabhängigen Natriumströme 1.7 (Nav1.7) einhergeht. In vitro gelang schließlich der Nachweis, dass intrazellulär akkumuliertes Gb3 direkt die Nav1.7 Funktion stört, bei normaler Ionenkanalgenund -proteinexpression. Im beantragten Projekt geht es nun darum, den genauen Mechanismus aufzudecken, wie intrazelluläres Gb3 membranständige Ionenkanäle in Spinalganglienneuoronen beeinflusst. Dies soll mittels High-Resolution Mikroskopie an murinen Spinalganglienneuronen und an aus Hautfibroblasten von Fabry Patienten über induzierte pluripotente Stammzellen gewonnenen Patienteneigenen sensiblen Neuronen erfolgen. Unsere Erkenntnisse werden einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Kleinfaserpathologie bei M. Fabry leisten und den Weg für spezifische Diagnostika und neue Therapieoptionen bahnen.

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    Neurologische Klinik und Poliklinik
    Lehrstuhl für Biotechnologie und Biophysik

    N-388

    Projekttitel

    Mikrodeletionssyndrom 22q11, klinische & molekulare Untersuchungen in einer psychiatrischen Hochrisikokohorte

    Projektleitung

    • Prof. Dr. med. Manuel Mattheisen
      Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie
    • Prof. Dr. med. Thomas Haaf
      Institut für Humangenetik
    • Prof. Dr. rer. nat. Eva Klopocki
      Institut für Humangenetik

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    Das 22q11.2-Deletionssyndrom (DS22q11) ist das häufigste Deletionssyndrom im Menschen und wird durch eine autosomal dominante Mikrodeletion (0,7-3 MB) verursacht (welche jedoch in über 90% der Fälle denovo aufritt). Das DS22q11 ist ein hochvariables klinisches Syndrom. Eine Vielzahl von Auffälligkeiten, vor allem neuropsychiatrischer Natur stehen mit dieser Deletion im Zusammenhang. In Patienten mit einem 22q11DS ist das Risiko eine Psychose zu entwickeln stark erhöht, 1% -2% der Fälle von Schizophrenie sind auf das 22q11DS zurückzuführen. Allerdings ist dieses Syndrom über die ganze Lebensspanne mit einer Anfälligkeit für neuropsychiatrische Probleme verbunden; von der Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung in der frühen Kindheit bis zu affektiven Störungen im höheren Alter. Eine Haploinsuffizienz multipler Gene innerhalb der 22q11.2-Region sowie eine veränderte miRNA-Regulation wurden als Faktoren von ätiologischer Relevanz diskutiert. Jedoch sind die genauen Pathomechanismen des DS22q11 bis heute ungeklärt. Wir postulieren daher, 1)100 Familien mit einem 22q11DS mittels einer Kombination von klinischen Fragebögen, experimentellen Paradigmen und bildgebenden Verfahren vertieft zu phänotypisieren, 2) die Indexpatienten detailliert (epi)genetisch zu charakterisieren, sowie 3) miRNA Expressionsprofile zu erstellen. Unser interdisziplinäres Team verfügt über eine langjährige und ausgeprägte Expertise in den Bereichen Psychiatrie, Humangenetik, Genomik, Bildgebung und Molekularbiologie. Dies wird es uns erlauben unseren holistischen Ansatz effizient zum Wohle der Patienten umsetzen. Unsere Untersuchungen zum 22q11DS haben großes Potential neue Einblicke in die Ätiologie neuropsychiatrischer Erkrankungen zu generieren, und werden somit erheblich zur Verbesserung der Therapie- und Präventionsmöglichen beitragen.  

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    Klinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie

    Institut für Humangenetik

    N-D-368

    Projekttitel

    Adulte periphere neurale Stammzellen in der Behandlung von schmerzhaften Nerven- und Plexusläsionen

    Projektleiterinnen

    • Prof. Dr. med. Heike Rittner
      Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie
    • PD Dr. rer. nat. Robert Blum
      Institut für Klinische Neurobiologie

    Laufzeit

    01.01.2019 - 31.12.2021

    Abstract

    Nervenläsionen, neuropathischer Schmerz sowie Verlust von peripheren Neuronen sind typische Probleme nach Trauma oder Operationen. In diesem Projekt soll untersucht werden, ob Satellitenglia in den Spinalganglien (DRG) als endogene Zellquelle für regenerative Medizin zur Behandlung traumatischer Plexus- und Nervenläsionen dienen kann. Die endogene Zellkonversion benötigt gegenüber der allogenen Zelltransplantation keine komplexen Behandlungsschemata für kultivierte Zellen und keine Immunsuppression. Wir stellen hier die Hypothese auf, dass Gliazellen in den DRG sich als Reaktion auf Nervenläsionen zu teilen beginnen und neurale Vorläufermerkmale erhalten, wodurch sie sich für eine direkte Reprogrammierung in Neuronen eignen. In Vorexperimenten konnten wir bereits schnellteilende Gliazellen aus adulten DRGs mit Merkmalen neuraler Vorläuferzellen isolieren und neuronale Eigenschaften nach Transduktion mit einem Neurogenin2-haltigen Retrovirus nachweisen. In unserem Arbeitsplan wollen wir Ratten mit Nervenverletzungen und Plexusläsionen verwenden, um teilende Gliazellen im DRG mit Eigenschaften von neuralen Vorläuferzellen nachzuweisen. In vitro werden niedermolekulare Inhibitoren und genetische Reprogrammierung für die Induktion sensorischer Neurone eingesetzt. Mit viralen Vektoren werden die kritischen Faktoren für die Reprogrammierung in Richtung sensorischer Neurone identifiziert. Die Neurone werden mit Immunolabeling, Patch-Clamping und Calcium-Imaging charakterisiert. Schließlich werden wir die kritischen Reprogrammierungsfaktoren in vivo, intrathekal oder lokal am DRG anwenden, um herauszufinden, ob wir sensorische Neurone wiederherstellen können. In Verhaltensexperimenten wollen wir nachweisen, dass eine lokale In-vivo- Reprogrammierung den Funktionsverlust reparieren und neuropathische Schmerzen lindern kann. Das Projekt bietet zahlreiche Synergien zu Forschungsthemen in Neurologie, klinischer und experimenteller Neurobiologie und Tissue Engineering.

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    Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie
    Institut für Klinische Neurobiologie