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Projekt
Auswirkungen einer TE dyshomeostase und einer TE-induzierten Neurotoxizität auf inflammatorische Prozesse in C. elegans
Antragstellerin
Professorin Dr. Julia Bornhorst
Fachliche Zuordnung
Ernährungswissenschaften
Förderung
Förderung seit 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316442145
Spurenelemente (TE) sind für eine Vielzahl von enzymatischen Prozessen von essentieller Bedeutung. Ein Ungleichgewicht der entsprechenden Homöostasen wird daher als Risikofaktor für eine Reihe von Erkrankungen diskutiert. Darüber hinaus modulieren TE aber auch Stoffwechselwege, die bei Alterungsprozessen, wie beispielsweise Entzündungen oder oxidativer Stress, eine Rolle spielen. Es hat sich sogar gezeigt, dass die Homöostase einzelner TE unter Entzündungsbedingungen auf unterschiedliche Weise reguliert wird. Allerdings ist die Datenlage bis heute dahingehend unzureichend und auch die Konsequenzen für den alternden Organismus sind kaum untersucht. Hier sollen durch den Einsatz des experimentellen Modells Caenorhabditis elegans (C. elegans) Erkenntnisse gewonnen werden. Da die Fadenwürmer nicht über ein adaptives Immunsystem verfügen, können durch dieses Modell aufschlussreiche Beobachtungen zu der Rolle der TE in den entsprechenden angeborenen Signalwegen erhalten werden. Die reduzierte Komplexität dieses Modells zusammen mit seiner genetischen Traktierbarkeit ermöglichen eine detaillierte Charakterisierung der Immunsignalkaskade und der Konsequenzen für die TE-Homöostase bei entzündlichen Erkrankungen. Zudem werden wir Erkenntnisse darüber erhalten, ob eine Veränderung der TE-Homöostase in dem Entzündungsmodell den Alterungsprozess beschleunigt oder verlangsamt. Dabei werden altersspezifische sowie entzündungsspezifische TE-Kombinationen chronisch an alternde Würmer verfüttert. Die Fütterungsbedingungen werden so angepasst, dass TE-Profile entstehen, die mit den in den Nematoden- und Mausstudien beobachteten altersspezifischen und entzündungsspezifischen TE-Profilen vergleichbar sind. Aufgrund der systemischen Wechselwirkungen zwischen angeborener Immunität und anderen Signalsystemen, wie Stressreaktionen und Mechanismen, die an der Regulierung der Lebenserwartung beteiligt sind, werden bei den TE-exponierten Würmern verschiedene Endpunkte wie Lebensdauer, altersbedingte Veränderungen, oxidativer Stress und Neurodegeneration untersucht. Da Entzündungen zudem eine Rolle bei der Pathogenese neurodegenerativer Erkrankungen spielen, werden Wurmmodelle für neurodegenerative Erkrankungen verwendet, um zu charakterisieren, ob eine Neuroinflammation zu einer veränderten TE-Homöostase führt. Die Fadenwürmer sollen zudem aufzeigen, welche Wechselwirkungen es bei der medikamentösen Behandlungen von Erkrankungen auf die TE-Homöostase gibt. So gibt es beispielsweise Hinweise auf eine Wechselwirkung von Aminoglykosiden mit dem Selen-Metabolismus. Die Identifizierung relevanter Signalwege, die den TE-Metabolismus beeinflussen sowie die Identifizierung der Folgen von Entzündung und Neuroinflammation werden dazu beitragen, die Ätiologie altersbedingter Krankheiten besser zu verstehen. Dadurch können wir womöglich die erforderliche optimale Aufnahme von TE identifizieren, um die Homöostase in der jeweiligen Pathologie aufrechtzuerhalten.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
