Funktionelle Integration neuronal umprogrammierter Perizyten aus dem erwachsenen Gehirn des Menschen

• Antragsteller: Professor Dr. Benedikt Berninger
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252361766

Zelluläre Reprogrammierung von somatischen Zellen in Neurone könnte neue Wege für die Behandlung bislang nicht heilbarer neurodegenerativer Erkrankungen eröffnen. Wir konnten zeigen, dass Perizyten, die aus dem erwachsenen menschlichen Gehirn stammen durch forcierte Expression zweier Transkriptionsfaktoren, Sox2 und Ascl1, in induzierte Neurone umprogrammiert werden können. Dieses Vorhaben zielt darauf ab, zu untersuchen, ob diese Reprogrammierung auch in vivo vollzogen werden kann und ob die dabei entstandenen Neurone dazu fähig, sind sich in ein neuronales Netzwerk zu integrieren. Dies soll an einem an der Universität des Bundestaates Rio Grande do Norte (Brasilien) von Prof. Marcos R Costa etablierten Transplantationsmodell untersucht werden. Dazu werden in vitro retroviral transduzierte humane Perizyten in die Seitenventrikel von Mausembryonen transplantiert. Die verwendeten Retroviren kodieren dabei für Sox2, Ascl1 sowie ein Reportergen (GFP oder RFP) Nach unterschiedlichen Überlebenszeiten werden dann die transplantierten Zellen mit Hilfe von Reportergen-Expression im Gewebe auffindig gemacht und auf ihre Marker-Expression (neuronal versus perizytär) hin untersucht. Kann der Nachweis erbracht werden, dass die Reprogrammierung auch im in vivo Kontext vollzogen werden kann, soll mittels eines Tollwutvirus-basierten Tracing-Methode, untersucht werden, ob und welche präsynaptischen Eingänge die neuronal reprogrammierten Perizyten bekommen. Dies wird ergänzt durch klassische patch-clamp Elektrophysiologie, um synaptische Aktivität nachzuweisen. Die hier beschriebenen Experimente werden Aufschluss darüber geben, ob neuronal reprogrammierte Perizyten humanen Ursprungs von authentischen Neuronen als Zielzellen erkannt werden können und somit Evidenz für oder gegen eine synaptische Integration liefern. Dies würde einen erheblichen Erkenntnisgewinn hinsichtlich des weiteren Entwicklungspotenzials dieses zellbasierten Ansatzes bedeuten. Dieses Projekt erfolgt in enger Zusammenarbeit mit Prof. Marcos R. Costa, der seinerseits einen Antrag beim CNPq eingereicht hat, um die Integration neuronal reprogrammierter Mausastrozyten zu untersuchen. Beide Projekte sind in hohem Maße komplementär und bedürfen der Expertise beider Laboratorien.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Brasilien
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Marcos Romualdo Costa, Ph.D.; Professorin Dr. Marisa Karow