NeuroEV: Neuronale extrazelluläre Vesikel und mikroRNA in BDNF-abhängiger Plastizität im Hippocampus

• Antragstellerin: Anna Antoniou, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 502254462

Extrazelluläre Vesikel (EVs) sind kleine lipidumschlossene Vesikel, die von allen Zelltypen sezerniert werden. Kleine EVs, wie Exosomen und Ektosomen, wurden in verschiedenen biologischen Systemen als Mediatoren interzellulärer Kommunikation identifiziert. Verschiedene Hinweise sprechen für eine Rolle von EVs in der Kommunikation zwischen Neuronen und bei der Ausbildung synaptische Plastizität, d.h. stimulusinduzierten Veränderungen der synaptischen Stärke: (1) EVs modulieren die Ausbildung und die Dichte von Synapsen, (2) Nachweis transsynaptischer Transmission von EVs, (3) Nachweis eines funktionell aktiven EV Transfer zwischen Neuronen und Glia oder Neuronen und Epithelzellen.BDNF (brain-derived neurotrophic factor) ist ein wichtiger Neuromodulator und Mediator synaptischer Plastizität. BDNF Signalling ist im Hippokamous für Lernen, Gedächtnis und Stressresilienz notwendig und verminderte Konzentrationen von BDNF werden bei vielen Erkrankungen gemessen, die mit kognitiven Defiziten einhergehen. Meine präliminären Daten zeigen, dass EVs von BDNF-behandelten Neuronen die Bildung exzitatorischer Synapsen in hippokampalen Neuronen induzieren können. Dies ließ sich nicht auf unspezifischen Transfer von BDNF zurückführen sondern durch einen Transfer spezifisch in BDNF-induzierten EVs angereicherter mikroRNAs (miRNAs). MiRNAs sind kleine, nicht-kodierende RNAs die neuronaler Genexpression regulieren. Die Hauptziele dieses Projekts sind 1) die Funktion EV miRNA zu identifizieren und deren Rolle bei BDNF-induzierter neuronaler Morphogenese zu untersuchen, 2) den Beitrag von EVs bei BDNF-induzierter Plastizität in einem Mausmodell in vitro zu untersuchen, das die transiente Inhibierung des BDNF-Signallings ermöglicht und 3) die Ausbreitung von EVs über neuronale Synapsen hinweg in vitro und in hippokampalen Slice-Kulturen zu untersuchen. Aufgrund der möglichen therapeutischen Anwendung von EVs, wird dieses Projekt nicht nur zu einem verbesserten Verständnis ihrer Neurobiologie beitragen, sondern auch potentielle neue Wege zur Therapie von Erkrankungen aufzeigen, die durch ein reduziertes BDNF Signalling charakterisiert sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen