Die Kreuzung zur Therapie von Hirnerkrankungen
Die Synapse, die Verbindung zwischen Nervenzellen oder Neuronen, ist verantwortlich für die Übertragung von chemischen Transmittern oder elektrischen Signalen. Die unglaublich komplexe Struktur dieser Organellen besteht aus etwa 2.000 Proteinen. Das durch die EU geförderte Projekt SYNSYS (Synaptic systems: Dissecting brain function in health and disease) untersuchte speziell die glutamaterge Synapse. Darüber hinaus erzeugte das Team Modelle für die Beschreibung der wichtigsten Funktionsmerkmale des synaptischen Systems. Entsprechende Modellsysteme wurden auch verwendet, um Gene zu identifizieren, die für die Entwicklung von Therapien für menschliche Erkrankungen des Gehirns genutzt werden können. Die Wissenschaftler entwickelten eine ausführliche Beschreibung des synaptischen Proteoms, also der kompletten Reihe von Proteinen. Die Informationen wurden mit der Auswahl von Arzneimittelzielen in Verbindung gebracht. Die SynSysNet-Datenbank enthält Details zu allen Genen, ihren Proteinenbei der Expression, Protein-Interaktionen (Interaktom), neurologischen Erkrankungen und Medikamenten für bestimmte Pfade. Benutzer können ihr eigenes "Interaktives Netzwerk" konstruieren, wenn sie die für sie interessante Protein-ID und den Wirkstoff kennen. SYNSYS konnte erfolgreich einen systembiologischen Analyse umsetzen. Die Skalierung der Proteinidentität auf die Modellierung des Interaktoms und schließlich auf die Funktion war das Ergebnis einer Laborzusammenarbeit und von Synergieeffekten durch mehrere Workshops. Die umfangreichen Proteom-Daten stehen für die Prüfung von Proteinen durch größere Gruppen aus dem Bereich der Humangenetik bereit. Bereits jetzt hat SYNSYS dazu beigetragen, die Rolle der synaptischen Gene bei Schizophrenie zu bestimmen, wobei die Ergebnisse in einem einflussreichen Artikel beschrieben wurden. Insgesamt wurden mehr als 200 Artikel veröffentlicht, 31% davon mit "großem Einfluss". Weitere Kommunikationsmedien umfassen Pressemitteilungen, Blogs und Interviews. Die Stärke des Nervensignals, auch als synaptische Plastizität bezeichnet, ist ein entscheidender Faktor bei vielen Krankheiten und wird von vielen Faktoren gesteuert, einschließlich Vesikelanzahl, Verfügbarkeit und Protein-Protein-Wechselwirkung. Vor- und postsynaptische Plastizität sind vermutlich wichtige Determinanten für die Informationsverarbeitung. Veränderungen bei der Signalisierung sind vermutlich von wesentlicher Bedeutung für Lern- und Gedächtnisprozesse im Gehirn. Der Einfluss von Genen oder Umweltreizen auf die Plastizität bewirkt Krankheiten. Der systembiologische Ansatz von SYNSYS kombiniert Modellierungswerkzeuge und experimentelle Neurowissenschaften, um die hierbei wirkenden Mechanismen hoffentlich zu enträtseln. Der nächste Schritt wird die weitere Entwicklung von gezielten Therapien sein.
Schlüsselbegriffe
Erkrankung des Gehirns, Synapsen, zentrales Nervensystem, Proteom, Interaktom
