Sex-sensitive personalisierte Medizin des akuten ischämischen Schlaganfalls

• Antragstellerin: Dr. Anna Bonkhoff
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460362683

Das vorgestellte Vorhaben hat zwei Hauptziele: Das erste Ziel ist die Erhöhung der Auflösung von Läsionseffekten hinsichtlich ihrer räumlichen Verteilung, zeitlichen Dauer und Gehirnfunktionsspezifität. In Vorarbeiten konnten wir die akute Schlaganfallschwere in Frauen durch weiter verbreitete Läsionsmuster erklären. Insbesondere Läsionen in der linken hinteren Zirkulation lagen einer höheren Schlaganfallschwere in Frauen zugrunde. Hier werden wir untersuchen, ob sex-spezifische Läsionsmustereffekte anhalten und auch das chronische Outcome beeinflussen. Außerdem werden wir sex-spezifische Effekte auf der Ebene einzelner Gehirnregionen und spezifischer Schlaganfallsymptome, wie etwa Einschränkungen der Gedächtnisfunktion, untersuchen. Diese Analysen werden einerseits auf ~1,600 Schlaganfallpatienten der MRI-GENIE-Studie mit chronischen modified Rankin Scale Scores basieren. Weitere ~1,000 Schlaganfallpatienten aus der DISCOVERY-Studie werden wir zur gleichzeitigen Vorhersage verschiedener Symptome mittels Bayesianischer hierarchischer multi-output Modelle heranziehen. Ziele sind die Identifizierung von Langzeiteffekten und sex-spezifischer Läsionseffekte in einzelnen Gehirnregionen auf umschriebene Gehirnfunktionen. Das zweite Ziel ist die akkuratere Vorhersage akuter und chronischer Schlaganfalloutcomes, sowie die Exploration von Ursprüngen der sex-spezifischen Läsionseffekte durch die Hinzunahme funktioneller Diskonnektionskarten. Zunächst werden wir die Kapazität von strukturellen Läsionstopographien und "lesion network maps" (i.e., funktioneller Konnektivität zwischen allen Voxeln des Gehirns und der Läsion) zur Vorhersage der individuellen akuten Schlaganfallschwere und des chronischen funktionellen Outcomes testen. Weiterhin werden wir basierend auf sex-spezifischen Diskonnektionskarten den Mann/Frau-Status vorhersagen, um die Ursprünge von sex-spezifischen Läsionseffekten zu ergründen. Hierzu werden wir erst allgemeine, sex-agnostische und anschließend sex-spezifische Diskonnektivitätskarten für ~1,600 MRI-GENIE Patienten berechnen. Insgesamt erwarten wir eine Erhöhung der allgemeinen Vorhersageakkuranz für Prädiktionsmodelle, die strukturelle Läsionsinformationen und Diskonnektionskarten kombinieren. Darüber hinaus verspricht dieser Ansatz die Derivation sex-spezifischer Diskonnektionsmuster; denkbar wäre hier eine weitreichendere Störung funktioneller Konnektivität in Frauen, die ihre häufig höhere Schlaganfallschwere erklären könnte. Insgesamt legen beide Ziele einen Fokus auf die Erhöhung unseres Verständnisses von sex-spezifischer Hirnorganisation, so wie sie im Rahmen individueller Schlaganfalloutcomes von Relevanz ist. Entwickelte Prädiktionsmodelle haben das Potential die Planung einer personalisierten Rehabilitation zu ermöglichen. Zudem könnten sich Ansätze für eine zugeschnittene, sex-informierte Schlaganfallbehandlung ergeben, mit dem Endziel, Schlaganfalloutcomes weitreichend zu verbessern.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Natalia Rost