Effects of functional knock-out of glutamate transporters on the posttraumatic secondary damage following Controlled Cortical Impact Injury (CCII) in the rat

• Applicant: Dr. Frank van Landeghem
• Subject Area: Pathology
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5367852

Die Pathogenese des sekundären Hirnschadens nach CCII und der posttraumatischen Erhöhung des extrazellulären Glutamats ist bis heute nicht geklärt. Unsere Arbeitshypothese lautet: posttraumatisch werden neuronal vermehrt freie Radikale gebildet. Um diese neutralisieren zu können, kommt es zu einem gesteigerten neuronalen Bedarf an Glutathion bzw. Cystein zur Glutathionsynthese. Cystein wird in Gliazellen gebildet. Um den neuronalen Bedarf zu decken, kommt es zu einer gesteigerten glialen Cystinaufnahme. Im Austausch wird Glutamat in den Extrazellulärraum freigesetzt. Zur Deckung ihres Glutamatbedarfs könnten Gliazellen den Glutamintransport und den Na+- und K+-abhängigen Glutamattransport steigern. Das in den Extrazellulärraum freigesetzte Glutamat könnte eine vermehrte intrazelluläre Bildung von freien Radikalen in anderen, noch vitalen Nervenzellen des perikontusionellen Areals induzieren. Auf diese Weise könnte ein Circulus vitiosus entstehen, der die posttraumatische Sekundärschädigung unterhalten könnte. Der Antrag umfaßt folgende Experimente, die diese Hypothese klären sollen: 1. In vivo wird mit antisense-Oligodeoxynukleotiden der Cystin/Glutamat-Transporter allein und in Kombination mit Na+- und K+-abhängigen Glutamattransportern funktionell ausgeschaltet. Nach CCII wird untersucht, ob es zu einer Konzentrationsänderung des extrazellulären Glutamats, der Glucose, des Laktats, des Pyruvats und des Glycerols sowie zu einem veränderten Volumen des Nekroseareals kommt. 2. In vitro wird der Cystin/Glutamat-Transporter allein und in Kombination in neuronal-glialen, mikroglialen und neuronalen Ko-Kulturen ausgeschaltet. Unter norm-, hyp- und hyperoxischen Bedingungen wird untersucht, ob es zu einer Änderung der Cystin-, Glutamat- oder Glutaminaufnahme und zu einem vermehrten neuronalen Zelluntergang kommt.

• DFG Programme: Research Grants