Verbund

MEPIcephaly - Metabolisches und epigenetisches Zusammenspiel in Mikrozephalie-assoziierten neurologischen Entwicklungsstörungen

Die Größe des Gehirns ist entscheidend für seine Funktionsfähigkeit. Ein ungewöhnlich kleines Gehirn in Folge einer neurologischen Entwicklungsstörung, die als Mikrozephalie bezeichnet wird, kann zu geistigen und motorischen Beeinträchtigungen führen. Eine Ursache der Mikrozephalie kann die Produktion einer zu geringen Anzahl von Nervenzellen während der Gehirnentwicklung sein. Ein gestörter Zellstoffwechsel scheint hierbei von Bedeutung zu sein.

Im Verbund MEPIcephaly wird der Zusammenhang zwischen Stoffwechselprozessen spezifischer Zellen (neurale Stamm- und Vorläuferzellen) und Mikrozephalie untersucht. Außerdem sollen neue ursächliche Gene der Mikrozephalie identifiziert werden.

Der Verbund MEPIcephaly ist Teil des transnationalen ERA-NET NEURON und umfasst jeweils eine Forschungsgruppe aus Deutschland, Finnland, Belgien und Frankreich. Die Forschungsgruppe der Technischen Universität Dresden wird das Zusammenspiel von Veränderungen in Stoffwechselwegen und Mutationen in Mikrozephalie-Genen analysieren.

Die Ergebnisse des Projektes werden zu einem besseren Verständnis der Ursachen der Mikrozephalie beitragen. Dies dient langfristig der Entwicklung neuartiger präventiver, diagnostischer und therapeutischer Möglichkeiten.

Teilprojekte

Deutsches Teilprojekt

Förderkennzeichen: 01EW2208
Gesamte Fördersumme: 264.000 EUR
Förderzeitraum: 2022 - 2025
Projektleitung: Dr. Mareike Albert
Adresse: Technische Universität Dresde, Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB), Center for Regenerative Therapies Dresden (CRTD)
Fetscherstr. 105
01307 Dresden

Deutsches Teilprojekt

Neurologische Entwicklungsstörungen führen zu unterschiedlichen neurologischen und psychischen Beeinträchtigungen. Das Vorhaben konzentriert sich auf Mikrozephalie-assoziierte neurologische Entwicklungsstörungen, die durch eine kritische Abnahme der Gehirngröße gekennzeichnet sind. Diese wird hauptsächlich durch eine gestörte Expansion der neuralen Stamm- und der Vorläuferzellen im fetalen Neokortex verursacht. Zuvor wurden Genmutationen identifiziert, die mit einer abnormalen Zellzyklusprogression, Zentrosomenbildung und DNA-Reparatur verbunden sind, jedoch weist ein großer Teil der Mikrozephalie-Patienten keine bekannten Mutationen auf. Dies deutet darauf hin, dass unser Wissen über die Ätiologie dieser Erkrankung unvollständig ist. Vor kurzem wurde eine unerwartete Funktion des Mikrozephalie-Gens Mcph1 im Stoffwechsel neuraler Vorläuferzellen und dessen kritische Rolle bei der Expansion dieser Vorläuferzellen entdeckt, was darauf hindeutet, dass ein entgleister Stoffwechsel zu Mikrozephalie-assoziierten neurologischen Entwicklungsstörungen beitragen kann. Unter Nutzung der komplementären Expertise des Konsortiums wird der Stoffwechsel von neuralen Stamm- und der Vorläuferzellen untersucht, der von der metabolischen Mikroumgebung des Blutkreislaufsystems abhängt und in die epigenetische Regulation der neuralen Vorläuferzell-Proliferation einfließt. Darüber hinaus wird die genetische Analyse einer großen Kohorte von Mikrozephalie-Patienten um metabolische und epigenetische Gene erweitert und die Kausalität identifizierter Mutationen untersucht. Zusammengenommen konzentriert sich das Vorhaben auf das metabolisch-epigenetische Zusammenspiel, um das Wissen über die Ätiologie von Mikrozephalie-assoziierten neurologischen Entwicklungsstörungen zu erweitern, um diagnostische Strategien zu verbessern und potenzielle medikamentöse Angriffspunkte zu identifizieren.