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Seneszenzassoziierte Biomarker und Signalwege in Blut und Gehirngewebe von Schlaganfallmodellen

Der Schlaganfall ist weltweit die häufigste Ursache für Pflegebedürftigkeit, in der Regel aufgrund von kognitiven Beeinträchtigungen. Der Schlaganfall ist mit Alterung verbunden, und Stoffwechselfaktoren wie Hyperlipidämie und ein gestörter Glukosestoffwechsel sind der zweitwichtigste Risikofaktor. Sowohl für die Beurteilung der Prognose als auch für theranostische Interventionen sind Seneszenz-/Apoptosemarker vielversprechende Kandidaten. Es ist wenig darüber bekannt, wie diese Marker, die in der Regel aus dem Blut gewonnen werden, mit Markern im Gehirn korrespondieren und wie beide wiederum mit kognitiven Funktionsstörungen zusammenhängen.
Wir haben Biomarker-Kandidaten auf pathomechanistischer Basis identifiziert, indem wir in vitro-Modelle für Hypoxie/Ischämie im Gehirn sowohl von normalen Mäusen als auch von einem stoffwechselgestörten Mäusestamm mit defektem Stoffwechsel (UCP2-/- Maus) verwendeten. Zu diesem Zweck wurden vitale frontale somatosensorische Kortexschnitte von Mäusen einer Hypoxie/Hypoglykämie ausgesetzt, um die Bedingungen eines ischämischen Schlaganfalls nachzuahmen. In unseren Experimenten überwachen wir evozierte Feldpotentiale (und den Grad der Erholung) sowie die Latenzzeit bis zur anoxischen Negativität in elektrophysiologischen Ableitungen, um die Ischämietoleranz zu quantifizieren. Nach der Schnittextraktion quantifizieren wir mit histologischen Techniken Apoptose/Seneszenz und gleichen diese Daten mit Expressionsdaten und einer maßgeschneiderten Proteinexpressionsanalyse mit besonderem Augenmerk auf die Expression von Seneszenz/Apoptose und verwandten Signalwegen ab. Diese Datensätze werden zum Testen mathematischer Modelle verwendet und dienen derzeit zur Bewertung von Modellierungsvorhersagen.
Darüber hinaus haben wir unsere Erkenntnisse auf die in-vivo-Umgebung übertragen, indem wir die Marker in einem Schlaganfallmodell (Verschluss der mittleren Hirnarterie, MCAO) in gesunden und UCP2-/- Mäusen quantifiziert haben. Um altersbedingte Effekte zu erkennen, untersuchten wir Gruppen von jungen und alten (6 vs. 12-18 Monate) Mäusen. Um die Auswirkungen von Gewebe und Blut zu vergleichen, haben wir Messungen für beides durchgeführt. Insbesondere haben wir Proben für transkriptomische Analysen zur Verfügung gestellt. Um eine Korrelation mit dem funktionellen Ergebnis zu ermöglichen (und entsprechend den klinischen Daten in Teilprojekt 5), haben wir bei diesen Mäusen die vom Schlaganfall abhängigen Funktionsstörungen mit Hilfe sensomotorischer Tests untersucht und auch die synaptische Plastizität getestet. Alle Daten werden in die Teilprojekte 1 und 2 eingespeist.

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