Verstehen und Beeinflussen der Aktivierung der residenten Mikroglia nach Subarachnoidalblutung (SAB)

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Vajkoczy
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451902691

In unserer vorangegangenen Arbeit haben wir die ZNS-Immunantwort nach Subarachnoidalblutung (SAB) als eine Aktivierung des Innate Immunsystems in humanen und murinen Gehirnen identifiziert. Das ausgetretene Blut im Subarachnoidalraum kreiert ein pro-inflammatorisches Milieu, führt zu einer Aktivierung der Makrophagen an der Gehirnbasis und induziert eine perivaskuläre inflammatorische Antwort. Dies führt zu einer nachfolgenden Aktivierung der residenten ZNS-spezifischen Mikroglia in einer ´von Aussen-nach Innen´ Richtung. Weiterhin haben wir gezeigt, dass ein neuroaxonaler Schaden nach SAB kausal mit dieser Mikrogliaaktivierung zusammenhängt. TNF-α wurde hierbei als potentiell relevanter Mediator für diese inflammatorische Antwort identifiziert. Unsere vorläufigen, aktuellen Untersuchungen zeigen, dass extrazelluläre RNA (eRNA) und DNA im und neben dem Gehirn nach SAB akkumulieren und ein Auslöser für die TNF-α Freisetzung sein könnten. Daher ist eRNA ein Zielmolekül, um Wirkungen durch myloide Zellen zu modulieren. Im hier beantragten Projekt haben wir zunächst zum Ziel, Phänotyp und Funktion aktvierter Mikroglia nach SAB besser zu verstehen. Wir werden daher ihren inflammatorischen Phänotyp und den Einfluss dieser Effektorzellen auf die pathologischen Schlüsselvorgänge nach SAB, i.e. früher Verlust der Blut-Hirn-Schranken Funktion und verzögerter neuroaxonaler Schaden, charakterisieren. Dies wird durch eine Kombination von Expressionsprofilierungs, zellulären in vitro, elektrophysiologischen, und histoanalytischen Experimenten erreicht werden. Zum Zweiten werden wir die Dynamik und Mechanismen der eRNA Akkumulation im Subarachnoidalraum und im Gehirn nach SAB untersuchen. Hierzu werden wir murine und humane (Autopsie) Präparate quantitativ auf eRNA Anteile untersuchen und werden die Quelle der eRNA Freisetzung in vitro und in vivo untersuchen. Im dritten Teil werden wir untersuchen, ob eRNA nach SAB in der Lage ist, die Freisetzung von TNF-α von ZNS Makrophagen/Mikroglia zu stimulieren und deren Effektorfunktionen auszulösen, wie Schädigung der Blut-Hirn-Schranke und neuroaxonalen Integrität. Im vierten Teil werden wir mit den eRNA Funktionen in vivo interferieren und werden RNase1 und RNase Inhibitor als Modulatoren der vaskulären Homeostase, die die Funktion von eRNA nach SAB-assoziierter Hirnschädigung regulieren, evaluieren. Um dies zu untersuchen werden wir exogene RNase1/RNase Inhibitoren oder transgene Edothelzell-spezifische konditionelle Knoch-out Tiere für RNase1 und RNase Inhibitor verwenden. Schliesslich werden wir neue therapeutische Ansätze, die gegen die Aktivierung des Innate Immunsystem und des sekundären Hirnschadens nach experimenteller SAB gerichtet sind, evaluieren. Hier werden wir uns auf pharmakologische Strategien konzentrieren, die (i) Mikrogliazellen und (ii) TNF-α zum Ziel und das Potential haben, rasch in eine klinische Anwendung übersetzt werden zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen