Untersuchung der Astrogliose während der Gehirnentwicklung bei Frühgeborenen mit intraventrikulärer Blutung.
Von Andriana Gialeli (PI Prof. Dr. Axel Heep)

Frühgeborene, die in einer Schwangerschaftswoche von weniger als 32 Wochen geboren werden, sind einem hohen Risiko ausgesetzt, durch eine intraventrikuläre Blutung (IVH), die zu einer Ansammlung von Liquor führt, einen Hirnschaden zu erleiden. Der Liquor, der vom Plexus choroideus produziert wird und entlang der Wände der Seitenventrikel fließt, liefert Faktoren, die Teilung, Entwicklung und Migration der umgebenden neuralen Stamm-/Progenitorzellen (NSPCs) unterstützen. Veränderungen in der Zusammensetzung des Liquors (Wachstumsfaktoren, Hormone, miRNAs) nach einer Hirnverletzung können zu einer Deregulierung der Homöostase der NSPCs führen und zu Auswirkungen auf das zentrale Nervensystem beitragen. Während es viele Studien über die Interaktion zwischen NSPCs und Liquor bei Erwachsenen nach einer intraventrikulären Hämorrhagie (IVH) gibt, ist über diese Interaktion während der Entwicklung weniger bekannt.  Die Ziele dieses PhD-Projekts sind:

1. Erforschung der potenziellen Wechselwirkungen zwischen Signalmolekülen, wie z. B. miRNAs, im Liquor von Frühgeborenen mit neuralen Vorläuferzellen (NSPCs) im sich entwickelnden Frühgeborenenhirn nach IVH.

2. Entwicklung eines In-vitro-Modells der IVH unter Verwendung von aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) gewonnenen Aderhautplexus-Organoiden, die nachweislich in der Lage sind, künstlichen Liquor zu produzieren.

3. Untersuchen Sie, ob/wie dieser künstliche Liquor und der Aderhautplexus durch diesen IVH-ähnlichen Insult beeinträchtigt werden.

Molekulare Charakterisierung der neonatalen hypoxisch-ischämischen Hirnschädigung in einem Rattenmodell.
Von Christina Schäfer (PI Prof. Dr. Axel Heep)

Die hypoxisch-ischämische Enzephalopathie (HIE), welche durch eine Unterbrechung der Blut- und Sauerstoffversorgung des Gehirns ausgelöst wird, ist eine der häufigsten Ursachen für zerebrale Schädigung während der Perinatalperiode. HIE tritt bei etwa 1,5 - 2,5 von 1000 Neugeborenen auf und ist trotz bestehender Therapiemöglichkeiten, wie z.B. der Hypothermie, mit einer hohen Mortalitätsrate verbunden. Bei den überlebenden Säuglingen besteht zudem auch weiterhin ein hohes Risiko dauerhafte neurologische Störungen, einschließlich der Zerebralparese (CP) und Epilepsie, zu entwickeln.

Die Unterbrechung der Sauerstoffversorgung kann auf vielfältige Ursachen, wie beispielsweise ein Nabelschnurvorfall oder eine Plazentaablösung, zurückgeführt werden. Durch den Sauerstoffmangel wird der Energiestoffwechsel in Nervenzellen gestört und verschiedene intrazelluläre Signalwege aktiviert. Infolgedessen werden der nekrotische Zelluntergang und die Apoptose in Zellen eingeleitet. Der Hippocampus, Kortex, Striatum und Thalamus konnten in diesem Zusammenhang sowohl im fötalen menschlichen Gehirn als auch im Rice-Vannucci-Tiermodell als die am stärksten geschädigten Gehirnregionen identifiziert werden.

Aufgrund der Tatsache, dass die genauen molekularen Mechanismen, welche bei den Neugeborenen zu HIE führen, bisher weitgehend unerforscht sind, bedarf es hier, auch im Hinblick auf die Entwicklung geeigneter Therapieansätze, weiterer Untersuchungen. Der Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor (AhR), welcher bereits während der frühen Embryonalentwicklung im Gehirn exprimiert wird und an vielen physiologischen als auch pathophysiologischen Zellprozessen beteiligt ist, könnte möglicherweise einen Schlüsselregulator bei der Entstehung von HIE bei Neugeborenen darstellen.

Die Ziele dieses PhD-Projekts sind:

1. Analyse des Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor (AhR)- Signalwegs.

2. Untersuchung der Fragestellung, warum die männlichen Säuglinge im Vergleich zu den weiblichen Säuglingen schwerwiegendere Hirnschäden nach HIE erfahren.

3. Evaluation des Einflusses eines perinatalen HI-Ereignisses auf den inhärenten Alterungsprozess des Gehirns durch die Untersuchung sogenannter epigenetischer „clock genes“.

Methoden: DNA/RNA-Isolierung, DNA-Methylierung, RT-PCR und andere molekularbiologische und proteinbiochemische Techniken.

→ Dieses Projekt wird in Zusammenarbeit mit PD Dr. Hemmen Sabir (Leiter Experimentelle Neonatologie, Universität Bonn) durchgeführt:

https://www.neonatologie-bonn.de/experimentelle-neonatologie

Bitte kontaktieren Sie Christina Sobirey für Studierendenprojekte und Forschungsmöglichkeiten: