Experimentelle Neuroprotektion

Neonatale Anfälle stellen ein klinisch relevantes neurologisches Problem des Neugeborenen dar und sind am häufigsten durch Hypoxie und Ischämie verursacht. Für die hohe neuronale Hyperexzitabilität sind nicht zuletzt altersspezifische Mechanismen der Reifung des Neurotransmittersystems verantwortlich. Eine Schlüsselrolle nehmen dabei spezifische Untereinheiten des ionotropen AMPA-Glutamatrezeptors und das RNA-Editing ein. In primären embryonalen neuronalen Zellkulturen und in einem murinen Modell zu neonatalen Anfällen untersuchen wir Biomarker zentraler Schädigungsprozesse und Effektormechanismen potentiell neuroprotektiver rekombinanter Wachstumsfaktoren. U.a. ist die Charakterisierung spezifischer Editierungsprozess der GluR-Untereinheiten und deren Effekt auf die Ca²⁺-Permeabilität von AMPAR als mögliches Target für anti-apoptotische Therapieoptionen von Interesse.

Im Mausmodell der akuten systemischen Hypoxie untersuchen wir molekulare Biomarker zur Frühidentifikation von hypoxisch-ischämischen Schädigungen des unreifen Gehirns (u.a. Hypoxie-induzierbare Transkriptionsfaktoren und deren Zielgene). Aktuelle Projekte fokussieren sich insbesondere auf Analysen des therapeutischen Potentials rekombinanter humaner Wachstumsfaktoren bei hypoxischen Läsionen des neonatalen Gehirns der Maus. Dabei haben Analysen Reifealter-spezifischer Wirkmechanismen und (bisher unbekannter) Effekte auf Proliferations- und Reifungsprozesse der frühen ZNS-Entwicklungsphasen eine zentrale Bedeutung für das bessere Verständnis von Effekten und Risiken neuer Therapien und die Weiterentwicklung translationaler Studien.

Die komplexen Funktionen der unreifen Blut-Hirn-Schranke im Neugeborenenalter sind von hoch spezialisierten mikrovaskulären Endothelzellen und ihren spezifischen Adhäsions- und Tight junction-Proteinen geprägt. In unserem murinen Modell der akuten systemischen Hypoxie konnten wir mittels Immunfluoreszenz- und molekularen Analysen an Gehirnschnitten zeigen, dass Hypoxie diese spezifischen Zell-Zell-Kontakte nachhaltig schädigt. Mittels Metabolomik und NGS-Analysen wollen wir neue Biomarker einer hypoxischen Schädigung und Targets für innovative Therapieansätze, wie neurotrophe Wachstumsfaktoren, identifizieren.