Eine integrierte Plattform für die Identifizierung von Arzneimitteln zur Repositionierung für die Alzheimer-Demenz (AD) basierend auf Einzelzell-Transkriptomik under Verwendung von aus menschlichen iPSCs abgeleiteten 3D-Neuroimmun-Kokulturen

• Antragstellerin: Dr. Caterina Carraro
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Modelle zum Verständnis von Erkrankungen des Nervensystems
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554365317

Demenz stellt eine akute gesellschaftliche Herausforderung dar, da die Prävalenz weltweit von 55,2 Millionen Patienten im Jahr 2019 auf 139 Millionen im Jahr 2050 ansteigen dürfte. Alzheimer-Demenz (AD) ist mit 60 % aller gemeldeten Fälle die häufigste Form der Demenzerkrankung. Die Zulassung neuartiger Biopharmaka ist zwar ein Durchbruch in der Alzheimer-Therapie; jedoch scheint nur ein Teil der Alzheimer-Patienten davon zu profitieren, sodass die Notwendigkeit zusätzlicher therapeutischer Optionen besteht. Folglich bedarf es der Entwicklung neuartiger therapeutischer Wirkstoffe, die in Multi-Target-Behandlungsstrategien einbezogen werden können. Ebenso notwendig ist eine Patientenstratifizierung auf der Grundlage der beobachteten heterogenen klinischen Erscheinungsformen der Demenzerkrankungen. Aufgrund ihrer inhärenten Messwerte auf Systemebene können Omics-Technologien reduktionistische Ansätze ergänzen, indem sie neue Aspekte der Komplexität der Alzheimer-Krankheit erfassen und alternative therapeutische Wege aufzeigen. Darüber hinaus stellt die Repositionierung bereits vorhandener Arzneimittel eine attraktive, aber noch nicht ausreichend erforschte Option in der frühen Entwicklungsphase der Arzneimittelforschung dar, um die Identifizierung neuartiger Therapeutika für Alzheimer zu beschleunigen, insbesondere wenn sie mit hochdimensionalen Omics-Technologien und dem Einsatz neuer fortschrittlicher in vitro Modelle kombiniert wird, die die zelluläre Heterogenität des Gehirns erfassen können. Entsprechend ist das übergeordnete Ziel meines Projekts die Etablierung eines durchgängigen Omics-Workflows für die Umwidmung von AD-Therapeutika auf der Grundlage eines aus menschlichen iPSCs abgeleiteten 3D-Neuroimmun-Co-Kultur-Modells. Dazu werde ich zunächst vielversprechende zelltypspezifische Wirkstoffe in silico identifizieren und sie dann in vitro mit Hilfe von Einzelzelltranskriptomik testen, um die vielversprechendsten Wirkstoffe herauszufiltern. Darüber hinaus werde ich die gewonnenen Omics-Informationen nutzen, um wirksame Multi-Target-Behandlungskombinationen zu prognostizieren und diese in vitro zu testen. Abschließend werde ich die erzielten Ergebnisse mit Hilfe einer Reihe von ergänzenden experimentellen Ansätzen validieren.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle