Reaktivierung und Umprogrammierung spinaler Progenitorzellen zu regenerativer Neurogenese

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Catherina Gwynne Becker; Dr. Anna Poetsch
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsneurobiologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514187677

Durch eine Verletzung des Rückenmarks werden Nervenverbindungen und lokale Nervenzellen zerstört, was oft zu permanenten Behinderungen führt. Einer der Gründe für die fehlende Funktionserholung ist, dass Stammzellen im Rückenmark nicht in der Lage sind neue Nervenzellen, die dem Reparaturprozess helfen könnten, zu generieren. Im Unterschied hierzu sind Zebrafische sehr wohl in der Lage nach einer Verletzung neue Nervenzellen im Rückenmark zu bilden. Deshalb bietet das Zebrafischmodell eine hervorragende Möglichkeit die Prozesse die für eine erfolgreiche Regeneration notwendig sind zu identifizieren. Wir haben bereits gezeigt, dass Stammzellaktivierung nach einer Verletzung z. T. andere Signalwege und Mechanismen benutzt als bei der Entwicklung von Nervenzellen und damit Regeneration nicht eine simple Wiederholung der Entwicklung darstellt. Um die Gesamtheit der Gene zu erfassen, die spezifisch während der Regeneration reguliert und aktiviert werden, werden wir genomische Methoden verwenden. Hierbei vergleichen wir Genaktivität und -regulation in Stammzellen in unverletzten Tieren und solchen mit einer spinalen Verletzung. Diese Untersuchungen führen wir zu verschiedenen Entwicklungsstadien durch. Darüberhinaus werden wir schon bekannte Regenerationsmechanismen experimentell stören, um weitere Regulationsmechanismen zu entdecken. Über bioinformatische Auswertungen wollen wir so bedeutsame Genaktivität und deren Regulation bei der Reaktivierung und Re-programmierung spinaler Stammzellen für die Regeneration von Nervenzellen aufklären. Die funktionelle Bedeutung der relevanten Gene für die Regeneration werden wir durch Genmanipulationen mit dem CRISPR/Cas9 System nachweisen. Dieses Projekt zielt darauf, fundamentale Prinzipien der Regenerations-spezifischen Genregulation bei der erfolgreichen Rückenmarksregeneration aufzuklären. Gleichzeitig dienen die gefundenen Mechanismen als Blaupause für therapeutische Ansätze in nicht-regenerierenden Säugern, um in diesen Systemen die Blockade der Nervenzellregeneration zu überwinden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen