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Cognitive deficits resulting from selective vulnerability of septal inhibitory neurons: mitochondrial dysfunction as a driver?

Descrizione del progetto

Tracciare un profilo delle proiezioni inibitorie nelle reti ippocampale ed entorinale

Le reti interconnesse del cervello sono accuratamente orchestrate per consentire funzioni di alto livello. L’ippocampo e la corteccia entorinale sono interconnessi e svolgono un ruolo nell’apprendimento e nella memoria. Il setto, una struttura sottocorticale vicina alla linea mediana del cervello, invia input inibitori alle reti ippocampale ed entorinale. Questi neuroni GABAergici, che prendono il nome dal neurotrasmettitore che rilasciano, modulano lo spiking neuronale nelle reti ippocampale ed entorinale che supportano la codifica spaziale e degli oggetti. Questi neuroni sono vulnerabili alla degenerazione; inoltre, l’inattivazione del setto mediale è associata a disturbi cognitivi. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto VulnerableInhibition mira a chiarire il ruolo delle proiezioni GABAergiche settali-entorinali nelle disfunzioni della memoria episodica e della navigazione spaziale e a indagare la disfunzione mitocondriale come fonte della loro maggiore vulnerabilità.

Obiettivo

Septal GABAergic projection neurons are considered “pacemaker” cells as they enable the temporal organization of neuronal spike firing in hippocampal and entorhinal networks that support spatial- and object-coding. Accordingly, medial septum inactivation is associated with cognitive impairments, but the specific role of the septal-entorhinal GABAergic projections therein has remained unexplored. This is a pressing question, as we have evidence that septal GABAergic projections exhibit enhanced vulnerability. In mouse models with neurodegeneration, we found that septal GABAergic axons exhibit signs of degeneration when target cells in the entorhinal cortices are not yet impaired. Furthermore, we have evidence for mitochondrial pathology in the degenerating axons. These results prompt the following questions: How does malfunction of septal GABAergic projections translate into dysfunction of downstream networks involved in episodic memory and spatial navigation? What are the mechanisms that render septal GABAergic projections prone to vulnerability?
Employing in vivo electrophysiology combined with optogenetics, behavioral studies, 2-photon imaging of axons and mitochondria in live mice and spatial transcriptomics, we will tackle the following issues: (A) assess how impaired septal GABAergic projections affect spatial- and object-coding in the medial and lateral entorhinal cortex (MEC and LEC), (B) assess the functional consequence thereof on spatial and associative memory in the LEC (C) gauge putative cellular mechanisms, with focus on mitochondria, that render septal long-range GABAergic projections vulnerable and (D) identify genes/gene networks whose expression is involved in degeneration of septal GABAergic neuron axons. With these studies we will elucidate how septal neurons contribute to cognition, reveal common mechanisms for axonal degeneration, and ideally identify novel biomarkers and therapeutic targets for “mitochondropathies”.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-ADG

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Istituzione ospitante

DEUTSCHES KREBSFORSCHUNGSZENTRUM HEIDELBERG
Contributo netto dell'UE
€ 2 000 000,00
Indirizzo
IM NEUENHEIMER FELD 280
69120 Heidelberg
Germania
Regione
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 2 000 000,00

Beneficiari (1)