Regulation und prognostische Bedeutung von Hypoxia-inducible factors (HIFs) und HIF-induzierten Effektormechanismen für die Ausbildung der hypoxisch-ischämischen Enzephalopathie nach perinataler Asphyxie

• Applicant: Professorin Dr. Regina Trollmann
• Subject Area: Pediatric and Adolescent Medicine
• Term: from 2007 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 40874342

Die hypoxisch-ischämische Enzephalopathie (HIE) infolge einer perinatalen Asphyxie hat durch die Häufigkeit akuter neonataler Komplikationen und bleibender neurologischer Defizite große klinische Bedeutung. Im Hinblick auf diagnostische Konsequenzen und die Etablierung neuroprotektiver Therapien ist die frühe Identifikation von Hochrisiko- Neugeborenen ein vorrangiges Ziel. Essentielle molekulare Adaptationsmechanismen werden unter Hypoxie durch die Hypoxie-induzierbaren Transkriptionsfaktoren Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1) und HIF-2 über die Aktivierung spezifischer Zielgene (Erythropoietin, VEGF, u.a.) reguliert. Mit vorliegender Studie wird die Hypothese überprüft, ob sich HIF-α (HIF-1α und/oder HIF-2α)-regulierte Gene und Proteine als plazentare diagnostische Marker einer klinisch relevanten Gewebehypoxie in vivo eignen und als frühe Prognosefaktoren einer HIE dienen. Hierzu erfolgen im Rahmen einer klinischen Studie klinisch3 neurophysiologische und molekularbiologische Untersuchungen aus Plazenta und Leukozyten von Neugeborenen nach perinataler Asphyxie. Die Hypothese wird an trächtigen und neonatalen Wildtyp-Mäusen tierexperimentell überprüft. Neben bekannten HIF-α- regulierten Genen werden mittels Micro-Array-Analyse Hypoxie-induzierte Multigen- Expressionsmuster parallel in Plazenta und neonatalem ZNS untersucht mit dem Ziel der Identifikation früher diagnostischer Marker einer schweren ZNS-Hypoxie, und längerfristig potentieller Gene für therapeutische Ansätze. Ein weiteres Ziel der Studie ist die Charakterisierung der Expression und Funktion (neuroprotektiv vs. pro-apoptotisch) von HIF-1α und HIF-2α nach globaler Hypoxie des neonatalen ZNS. Hierfür werden differentielle Genexpressionsmuster in Neuronen und Gliazellen des neonatalen ZNS der Maus mittels Mikrodissektionstechnik und PCR analysiert. Im weiteren werden Effekte vasoaktiver HIF-α-regulierter Mechanismen in Relation zu Hypoxie-induzierten inflammatorischen Mechanismen im ZNS bei neonatalen Wildtyp- und iNOS-Knock-out-Mäusen analysiert. Zur Beurteilung der Funktion von HIF-1α am neonatalen ZNS ist von Interesse, Ausmaß der Apoptose und differentielle Expression HIF-α-regulierter Mechanismen in Neuronen und Gliazellen unter dem Einfluss der pharmakologischen HIF-1-Stabilisation (Prolylhydroxylase (PH)-Inhibitoren) zu untersuchen. Die Untersuchungen dienen langfristig der Weiterentwicklung neuroprotektiver Therapieoptionen und zur besseren Einschätzung eines optimalen Therapiezeitraumes nach Hypoxie des unreifen ZNS.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: Switzerland
• Host: Professor Dr. Max Gassmann