NeuroCon

Quantitative Konvergenz der neurochemischen und funktionellen Reaktionsnetzwerke psychiatrischer Medikamente

Vorhabenziele
Psychiatrische Erkrankungen wie Depressionen, Schizophrenie, Sucht und andere haben den größten Anteil an der globalen Krankheitslast. Diese Erkrankungen sind schwer zu behandeln und trotz der Tatsache, dass mehr als 100 psychiatrische Medikamente in der klinischen Anwendung sind, ist der Behandlungserfolg bescheiden. Für die optimale Entwicklung von Arzneimitteln ist es entscheidend, die Wirkweise von Medikamenten auf die Gehirnnetzwerkaktivität und die Neurochemie zu verstehen. Präklinische funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) ist ein aufstrebender Ansatz um die Gehirnnetzwerkfunktion in Bezug auf pharmakologische Manipulationen und Krankheitsmodelle mit hohem Translationswert zu studieren. Die neuronale Grundlage von Neuroimagingsignalen ist wahrscheinlich die neuronaler Aktivität, aber die Bedeutung der zugrunde liegenden Neurochemie, hier durch die Wechselwirkung der synaptischen Hemmung, Erregung und neurochemischen Reaktionen der Zielneuronen definiert, wird nicht gut verstanden. Während sowohl funktionale als auch neurochemische Untersuchungen von Arzneimittelwirkungen auf das Vorhandensein stoffspezifischer Aktivitätsmuster hindeuten, bleibt es unklar, wie die funktionellen Beobachtungen die zugrunde liegenden neurochemischen Prozesse spiegeln.
Das Ziel dieses Projektes ist es, ein neuartiges in silico Rahmenkonzept zu entwickeln, mit dem die Zusammenhänge zwischen im MRI beobachtbaren funktionellen Aktivitätsmustern und neurochemischen Veränderungen im Rattengehirn unter Medikamenteneinfluss erforscht werden sollen. Hierfür werden bereits für eine Vielzahl von psychiatrischen Medikamenten vorhandene Datenbanken genutzt.
Dieser Ansatz wird

  • 1. die verschiedenen Systemebenen und multi-dimensionalen Netzwerkaktivitätsmuster in ein gemeinsames Rahmenkonzept integrieren,
  • 2. die globale und lokale Netzwerkaktivität mit ihren zugrunde liegenden neurochemischen Veränderungen und Änderungen in der Nervenverschaltung verknüpfen,
  • 3. die Voraussetzung schaffen für genauere Vorhersagen der Wirkung neuer potenzieller Wirkstoffe,
  • 4. den am geeignetsten funktionellen Biomarker für den Nachweis der Wirksamkeit einer Behandlungsoption aufzeigen und nicht zuletzt
  • 5. für ein besseres Verständnis präklinischer funktioneller Neuroimagingdaten sorgen, welche dann auf Humanstudien übertragen werden können.