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Projekt
In Vivo 13C Magnetresonanz Spektroskopie zur Untersuchung der Auswirkungen chronischer Alkoholexposition auf den Neurometabolismus in Mäusen
Antragsteller
Dr. Markus Sack
Fachliche Zuordnung
Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
Biochemie
Biochemie
Förderung
Förderung von 2019 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 410108683
Der vorliegende Antrag beabsichtigt die Anwendung dynamischer in vivo 13C Magnetresonanz Spektroskopie (13C-MRS) in Mäusen, um die Auswirkungen chronischer Alkoholexposition auf den Neurometabolismus während des akuten Entzugs zu untersuchen. Die Alkoholabhängigkeit ist eine chronisch rezidivierende Erkrankung, die sich dadurch kennzeichnet, dass trotz schwerwiegender alkoholbedingter Verhaltens-, kognitiver, physiologischer und sozialer Probleme ein wiederholter zwanghafter Alkoholmissbrauch stattfindet. Sie kann als das größte Suchtproblem der Welt angesehen werden und führt geschätzt zu 5,9% aller Todesfälle und stellt 5,1% der weltweiten Krankheitslast. Zudem weist sie einen kausalen Zusammenhang mit über 200 gesundheitsschädlichen Erkrankungen auf (World Health Organization, 2014).Bei Alkoholabhängigkeit ist seit längerem eine übermäßige glutamaterge Neurotransmission mit dem akuten Entzugssyndrom in Verbindung gebracht worden, einer potentiell tödlichen Anzahl von Symptomen, einschließlich Anfällen, Halluzinationen und Delirium tremens. Zahlreiche Mikrodialysestudien bei Tieren zeigten erhöhte Glutamatspiegel, die der Intensität der Entzugssymptomatik entsprachen. Wir selbst konnten direkte Hinweise auf erhöhte Glutamatmarker bei Mensch und Tier nachweisen. Ein Hauptergebnis unserer Studien war ein stark erhöhtes Glutamat/Glutamin (Glu/Gln)-Verhältnis im Rattenhirn während der ersten drei Tage des Entzugs, was auf einen erhöhten Umsatz des Glu-Gln-Zyklus hindeutet. Genauere Kenntnisse über die Glu-Gln-Dynamik während des akuten Entzuges würden unser Verständnis über die neurotoxischen Wirkungen von Alkohol erweitern und möglicherweise Zugangspunkte liefern, um diese zu verhindern.13C-MRS ermöglicht die quantitative Bestimmung metabolischer Flussraten und erwies sich als ein leistungsfähiges, nicht-invasives Werkzeug zur Untersuchung des Hirnstoffwechsels und Neurotransmitterzyklus bei Menschen und Tieren. Es liefert einzigartige Einblicke in die Dynamik des Neurometabolismus, wie bspw. dem Glu-Gln-Zyklus, und kann somit dazu beitragen, diesen während des akuten Alkoholentzuges besser zu verstehen.In vivo 13C-MRS im Mäusehirn ist eine Herausforderung und wird trotz ihres vielversprechenden Potentiales in Mausmodellen, nur selten verwendet. Die wenigen In-vivo-Studien leiden an einem vglw. großen Untersuchungsbereich, der nahezu das gesamte Gehirn oder zumindest mehrere Hirnregionen abdeckt. Dies schränkt ihre Verwendung in präklinischen Studien oftmals ein. Unser Institut ist mit modernster Hardware ausgestattet, so dass wir mit dem vorgeschlagenen Projekt diese Einschränkung überwinden können, um so die funktionelle Dynamik des Glu-Gln-Zyklus in vivo auf der Ebene diskreter und gut definierter Hirnstrukturen zu untersuchen.Ziel ist es, unsere 13C-MRS-Methoden weiter zu verbessern, um die Auswirkung einer chronischen Alkoholexposition während des akuten Entzugs auf den Glukosestoffwechsel im Gehirn von Mäusen in vivo zu untersuchen.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
