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Projekt
Spurenelement-Fingerprinting, genomische Stabilität und Neurodegeneration
Antragstellerin
Professorin Dr. Tanja Schwerdtle
Fachliche Zuordnung
Ernährungswissenschaften
Förderung
Förderung seit 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316442145
Aktuell wird die Bedeutung von Spurenelementen für die menschliche Gesundheit stark diskutiert, da eine Spurenelement-Dishomöostase in Verdacht steht, die Inzidenz und den Schweregrad von alters-assoziierten Erkrankungen, wie z.B. neurodegenerativen Erkrankungen, zu beeinflussen. Das Fehlen von validen, sensitiven und selektiven Biomarkern für die Erfassung des Spurenelementstatus erschwert es uns jedoch nachdrücklich, die Zusammenhänge zwischen der Spurenelementaufnahme, ihrer Homöostase und dem Gesundheitszustand eines Menschen zu erfassen. In der ersten Phase von TraceAge gelang uns die Etablierung eines Spurenelement-Fingerprints für humanes Serum, bestehend aus den Serumkonzentrationen von Cu, Zn, Mn, Fe, Se und I, sowie bislang vier Spurenelement-Funktionsmarkern, welcher eine erste Charakterisierung eines bestimmten Ernährungs- und Gesundheitsstatus ermöglicht. In der zweiten TraceAge Phase prüfen wir in Projekt P5 die Validität von locker gebundenem Cu und Schilddrüsenhormonen als neue Spurenelement-Funktionsmarker für den Spurenelement-Fingerprint. Hierzu werden wir Serum aus bisherigen und neuen Humankohorten analysieren, aber auch Daten aus den Mausstudien miteinbeziehen. Des Weiteren werden neue Spurenelement-Funktionsmarker in Zellen und Geweben etabliert. Ein wichtiger Schwerpunkt werden in dieser zweiten TraceAge Phase insbesondere Erkrankungs-assoziierte und Alters-spezifische Spurenelement-Fingerprints sein. Hierzu werden alle identifizierten Marker in erkrankten Menschen, sowie in gealterten Mäusen (mit chronischer Entzündung) quantifiziert und bewertet. Eine unserer zentralen Hypothesen ist es, dass eine suboptimale Zufuhr von Spurenelementen (etabliert in der ersten TraceAge Phase) sich bei chronischer Entzündung und beim Altern stark negativ auf die Gesundheit auswirkt und hierbei unter anderem zu genomischer Instabilität führt. Beim Altern (und suboptimaler Spurenelementversorgung) gehen wir davon aus, dass neurodegenerative Effekte durch eine gestörte Spurenelementhomöostase verursacht werden, welche durch die Störung von DNA-Reparatur und DNA-Schadensantwort in genomischer Instabilität resultiert. In Ergänzung zu den Mausstudien werden primäre Modelle der Blut-Hirn-Schranken, sowie ein humanes Astrozyten/Neuronen Co-Kulturmodell eine mechanistische Charakterisierung des Einflusses des Spurenelementstatus auf Neurodegeneration ermöglichen. Zusammenfassend wird dieses Projekt (in enger Zusammenarbeit mit den anderen TraceAge Projekten) Spurenelement-Fingerprints identifizieren, welche (in Kombination mit anderen Biomarkern) eine zuverlässige Prognose für das Risiko des Auftretens altersbedingter Krankheiten ermöglichen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
