NMJ-on-a-Chip - Hochdurchsatzanalyse von humanen Co-Kulturen von degenerativen neuronalen Erkrankungen

Synaptische Störungen treten bei vielen neurodegenerativen Erkrankungen, einschließlich motorischer Neuronen wie der amyotrophen Lateralsklerose (ALS) und der spinalen Muskelatrophie (SMA) auf. Die Vielzahl der molekularen Krankheitsmechanismen erfordert kombinatorische Therapieansätze, d. h. die Entwicklung von Medikamenten, die gleichzeitig auf mehrere Symptome der Krankheit wirken. Daher muss die translationale Medizin maßgeschneiderte Therapien entwickeln, die für individuelle Patienten wirksam sind. Hier wird ein humanisiertes Co-Kultursystem aufgebaut, das pharmakologische Effekte auf die NMJ-Funktion von Motoneuronenkrankheiten untersuchen kann. Es werden Omics-Methoden verwendet, um Medikamente auf die Subtypen der Patienten abzustimmen und so die personalisierte Medizin zu entwickeln. Der Abschluss dieses Projekts wird das erste personalisierte funktionelle Hochdurchsatz-Synapsen-System etablieren, das in der Lage ist, eine Arzneimittelwirkung auf bestimmte wichtige pathologische Mechanismen zu untersuchen, die einer Vielzahl von Motoneuronenkrankheiten bei Patienten zugrunde liegen. Die spezifischen Ziele der Gruppe M.Krüger sind die Charakterisierung der ALS/SMA-Patientenmotoreinheit und die Validierung der positiven Wirkung identifizierter Wirkstoffkandidaten auf die Proteine der Motoneuroneinheit. Es wurde ein Team von Forschern mit komplementärer Expertise zusammengestellt, das Neurowissenschaften, Ingenieurwissenschaften, iPSC-Biologe, Proteomik, Bioinformatik und Kliniker umfasst. Die Gruppe der M. Krüger konzentriert sich auf die Analyse von differentiell exprimierten Proteinen aus biologischen Proben, einschließlich Zelllinien und Mausgewebe. Insbesondere wird das Zusammenspiel zwischen Proteinphosphorylierung und Protein-Ubiquitinationsmustern nach neuronaler Denervierung von Muskelgewebe untersucht. Dabei wird modernste, hochauflösende Massenspektrometrie genutzt, um ALS/SMA Patientenmaterial zu analysieren.