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BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND INTERAKTION HUMANER GEHIRNZELLEN

Mitochondriale Funktion in induzierten pluripotenten Stammzellen von Parkinson Patienten und davon abstammenden dopaminergen Nervenzellen

Arbeitsfeld:

Das idiopathische Parkinson Syndrom ist eine multifaktorielle Erkrankung. Zu den ursächlichen Faktoren werden der Alterungsprozess, genetische Faktoren aber auch Umwelteinflüsse Toxine gerechnet. Hier handelt es sich insbesondere um Toxine, welche die mitochondriale Atmungskette hemmen. Daher steht die mitochondriale Dysfunktion als mitauslösender Faktor für das idiopathischen Parkinson Syndrom im Mittelpunkt vieler experimentellen Studien. Arbeiten an den genetischen Formen dieser Erkrankung in Zelllinien und Tiermodellen haben diese Theorie untermauert.

Zur Bestätigung dieser mitochondrialen Hypothese fehlten bisher jedoch humane Modelle, die u.a. auf spezifischen dopaminergen Mittelhirnneuronen basieren, die Nervenzellpopulation, welche in Parkinson Patienten besonders betroffen ist und im Verlaufe der Krankheit zu Grunde geht. Mit der Reprogrammierungstechnologie ist es nun möglich, solche zellulären Modelle (induzierte pluripotente Stammzellen -  iPSZ) zu generieren und sowohl früh als auch spät auftretenden Veränderungen in diesen von Parkinson Patienten stammenden Zellen zu untersuchen. In diesem Projekt werden diese induzierten pluripotenten Stammzellen und daraus differenzierte Nervenzellen auf folgende Veränderungen untersucht:

1. Veränderung in der Differenzierungsfähigkeit zu funktionellen dopaminergen Neuronen des Mittelhirns,
2. Bestimmung mitochondrialer Parameter, wie mitochondriale Masse, - Morphologie, - Dynamik, und Motilität in iPSZ und daraus differenzierten jungen und alten Nervenzellen, 
3. Analyse der mitochondrialen Funktionen und Stoffwechselprodukte, und
4. Bestimmung des Einflusses bekannter Risikofaktoren (mitochondriale Toxine, aber auch genetische Risikofaktoren) auf den zellulären Krankheitsprozess.

Die in diesem Projekt angestrebten neuen Erkenntnisse zur mitochondrialen Funktionalität in humanen Modellen und deren Auswirkungauf dopaminerge Nervenzellen können neue Ansatzpunkte für therapeutische Strategien aber auch zur Früherkennung und Diagnose beim idiopathischen Parkinson Syndrom ergeben.

Projektpartner: