Das ziliäre logistische Netzwerk des Gesunden und des Kranken.

• Antragstellerin: Dr. Regina J. Faubel
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Anatomie und Physiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405373729

Zerebrospinalflüssigkeit füllt die ventrikulären Hohlräume des Gehirns aus und enthält hunderte von Substanzen, die verschiedenste Funktionen ausüben, wie z.B. Ernährung, Vermittlung protektiver oder toxischer Effekte, oder auch Regulation von Physiologie und Verhalten. Unter den humoralen Signalmoleküle in der Zerebrospinalflüssigkeit befinden sich Hormone und Peptide, die Schlaf/Wachsein, zirkadianen Rhythmus, Nahrungsaufnahme und Emotionen steuern. Obwohl viele Studien zum Ursprung und Wirkort dieser Moleküle vorliegen, ist deren Transport durch das ventrikuläre System weitgehend unbekannt.Zilien sind stäbchenförmige Ausstülpungen von Zellen, die in das Ventrikelsystem hineinragen, eine schwimmartige Bewegung ausführen und so gerichteten Flüssigkeitsstrom bewirken. Genetische Mutationen, die den Zilienschlag beträchtigen, führen typischerweise zu Hydrozephalus, einer pathologischen Ansammlung von Wasser, die ein Ansteigen des Hirndrucks und Schwellungen verursachen. Ursprünglich wurde angenommen, dass Zilien in eine einheitliche Richtung schlagen und somit Hirnflüssigkeit zum Ausfluss bewegen, aber kürzlich haben wir mit der Entdeckung des ziliären logistischen Netzwerkes zeigen können, dass Zilien durch Bewegung der Zerebrospinalflüssigkeit Transportkanäle und Barrieren bilden können und sie Moleküle durch das Ventrikelsystem dirigieren. Dieses Netzwerk erfüllt alle Kriterien einen präzisen und effizienten Transportsystems.Wir haben genetische Mutationen gefunden, die bei Mäusen Änderungen von Substanzverteilung bewirken ohne gleichzeitig einen Hydrozephalus zu verursachen. Mithilfe dieser Tiere werden wir untersuchen, wie humorale Kommunikation und das Durchwaschen des Hirngewebes durch solche Mutationen beeinträchtigt werden. Wir haben externe und endogene Signale identifiziert, die den Zilienschlag beeinflussen und werden untersuchen, inwieweit diese Signale das gestörte Netzwerk im Hintergrund genetischer Mutationen wiederherstellen können. Diese Forschung hat klinische Implikation, da typische Symptome von Hydrozephaluspatienten als Folge erhöhten Hirndrucks behandelt werden und nicht als direkte Konsequenz von verhindertem Transport entlang der Flüssigkeitskanäle betrachtet werden. Falls wir zeigen können, dass diese Symptome eine direkte Konsequenz des veränderten ziliären logistischen Netzwerkes sind, werden dadurch Behandlungsoptionen ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Cecilia W. Lo