TP2 - SysMedSUDs
Comparative and integrative computational analysis of distinct and shared genetic, epigenetic, and transcriptomic signatures in SUDs
Der WHO zufolge trinken weltweit 2 Milliarden Menschen Alkohol, 1.3 Milliarden Menschen rauchen, 182 Millionen konsumieren Cannabis und fast 250 Millionen konsumieren illegale Drogen. Im TP2 des Forschungsverbunds SysMedSUDs wollen wir genetische Varianten und molekulare Mechanismen identifizieren, die verschiedenen Substanzkonsumstörungen (SUDs) zugrunde liegen. Hierbei werden wir zum einen gemeinsame und spezifische genetische Varianten verschiedener Suchterkrankungen identifizieren und Überlappungen mit komorbiden Erkrankungen, bspw. Bipolarer Störung, bestimmen. Dabei werden aktuelle methodische Ansätze wie Polygenic Risk Scores, LDscore regression oder conditional analyses genutzt. Des Weiteren untersuchen wir Veränderungen im Gehirn, die durch chronischen Substanzkonsum verursacht werden. Hierzu erstellen wir multi-Omics Profile aus postmortalem Hirngewebe verschiedener Regionen von Personen mit Substanzkonsumstörung und Kontrollprobanden. Unser Fokus wird hierbei auf den Substanzen Alkohol, Nikotin, Cannabis, Opiate und Kokain liegen. Das notwendige Gewebe erhalten wir über etablierte Hirnbanken und Kollaborationspartner.
Die hier verwendeten multi-Omics sind Genomics, Epigenomics (DNA-Methylierung) und Transcriptomics (Genexpression). Die Omics-Rohdaten werden im Labor von Prof. Dr. Markus Nöthen und PD Dr. Franziska Degenhard generiert. In diesem Projekt wollen wir den Hirnregion-übergreifenden Unterschied in DNA-Methylierung und Genexpression, der durch langanhaltenden, suchtrelevanten Substanzkonsum entsteht, sowohl im bulk tissue als auch auf single-cell Ebene, untersuchen. Mögliche Ergebnisse werden validiert. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf der bioinformatischen Integration der Daten liegen. Mithilfe aktueller Methoden (bspw. WGCNA) werden die, auf unterschiedlichen Ebenen gewonnen Daten analysiert und integriert.
Postmortales humanes Hirngewebe ist eine sehr spärliche und daher extrem wertvolle Ressource. Momentan besteht darin die einzige Möglichkeit die direkten molekularen Auswirkungen von verschiedenen Substanzen auf das Gehirn im Menschen zu untersuchen. Um die internationalen Forschungsbemühungen zusammenzuführen, planen wir eine in-silico Brain Bank ins Leben zu rufen. Über diese Plattform könnten Omics-Daten und Ergebnisstatistiken ausgetauscht werden und so die verfügbaren Stichproben deutlich vergrößert werden. Diese Plattform wird den Austausch von Omics Daten und Ergebnisstatistiken ermöglichen und das gemeinsame Finden von Behandlungsansätzen fördern.