MR Biomarker des lärminduzierten Hörverlusts – Untersuchungen der Neurodegeneration, der Konnektivität und des Neurotransmitter-Metabolismus im zentralen auditorischen System der Maus

• Antragsteller: Dr. Philipp Boehm-Sturm; Dr. Moritz Gröschel
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428869206

Ein partieller oder vollständiger Hörverlust kann von verschiedenen psychoakustischen Phänomenen wie Tinnitus, Hyperakusis, beeinträchtigtem Diskriminationsvermögen im Störgeräusch oder einer Reduzierung des Sprachverständnis begleitet sein. Eine detaillierte Betrachtung der zu Grunde liegenden Mechanismen, die zu einem progressiven Hörverlust führen, ist auf diesem Hintergrund unerlässlich. Neben den Auswirkungen auf die peripheren, cochleären Strukturen hat sich in den letzten Jahren immer stärker herausgestellt, dass ein Lärmtrauma auch prominente Auswirkungen auf die Physiologie und Anatomie der auditorischen Verarbeitungsstrukturen im Gehirn hervorruft. Ziel des beantragten Projekts ist es, am Beispiel dieser Erkrankung Biomarker neurodegenerativer und neuroplastischer Prozesse basierend auf nichtinvasiver Bildgebung zu entwickeln und histologisch zu validieren. Darauf basierend sollen experimentell und klinisch anwendbare Prädiktionsmodelle zur Ableitung neuropathologischer Veränderungen und entsprechender therapeutischer Maßnahmen anhand der Magnetresonanztomographie (MRT) entwickelt werden. Das Projekt wird dabei so angelegt sein, dass eine Übertragbarkeit der gewonnenen Ergebnisse auf andere neurodegenerative Prozesse, wie sie z.B. bei zerebrovaskulären Erkrankungen oder bei Demenz beobachtet werden, gegeben ist. Lärminduzierte pathophysiologische Prozesse im zentralen auditorischen System der Maus werden zu mehreren aufeinanderfolgenden Untersuchungszeitpunkten durch nichtinvasive MRT-Untersuchungen erfasst. Konkret sollen im Projekt neurodegenerative Prozesse mittels voxelbasierter morphometrischer Messungen (VBM), Veränderungen in den neuronalen Projektionen durch Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) sowie synaptische Plastizität in der inhibitorischen und exzitatorischen Übertragung unter Verwendung der Protonen-Magnetresonanzspektroskopie (1H-MRS) im auditorischen Mittelhirn und Thalamus dargestellt werden. Zu jedem Untersuchungszeitpunkt werden die Hirnstrukturen histologisch aufgearbeitet und spezifische fluoreszenzmikroskopische Färbungen zur Neurodegeneration (Zell- und Neuronenfärbung), axonalen Projektionen (Anfärbung von Neurofilamenten) und synaptischer Aktivität (Darstellung inhibitorischer und exzitatorischer vesikulärer Neurotransmittertransporter) durchgeführt. Mittels linearer Modelle soll die Aussagekraft nichtinvasiver MRT-Untersuchungen in Bezug auf das histologische und funktionelle Outcome nach Lärmtrauma qualitativ und quantitativ überprüft werden. Die im Projekt gewonnen Erkenntnisse sollen als Grundlage zur Entwicklung neuer MR-basierter Diagnostik in Lärmtrauma Patienten dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Privatdozent Dr. Dietmar Basta; Professor Dr. Ulrich Dirnagl; Professor Dr. Arneborg Ernst