Opis projektu
Badanie połączeń czaszka–opony mózgowe w celu kontroli patologii mózgu
Wraz z wydłużaniem się średniej długości życia społeczeństwo staje przed coraz większymi wyzwaniami wynikającymi z chorób neurodegeneracyjnych, na które cierpią miliony ludzi. Niedawne odkrycie połączeń czaszka–opony mózgowe, które mogą pośredniczyć w transporcie komórek odpornościowych do mózgu, przynosi niezwykle obiecujące możliwości w zakresie rozwoju nowych metod diagnostycznych i terapii. Poznanie złożonych cech komórkowych i strukturalnych tych połączeń oraz czaszki/sklepienia czaszki wymaga jednak dalszych badań. Wykorzystując zaawansowane eksperymentalne technologie oczyszczania tkanek, proteomiki i sekwencjonowania RNA z pojedynczej komórki zespół finansowanego przez UE projektu CALVARIA zbada możliwości wykorzystania tego odkrycia w celu znalezienia lepszej drogi dostępu do mózgu za pośrednictwem szpiku kostnego czaszki/sklepienia czaszki. Pozwoli to na opracowanie skuteczniejszych metod dostarczania leków do mózgu i kontroli zapalenia układu nerwowego oraz ułatwi wykrywanie patologii mózgu.
Cel
Neurodegenerative diseases (NDs) are labeled as the epidemic of the 21st century. The inflammation of the brain is a common pathology observed in many NDs. Here I aim to exploit our discovery of skull – meninges connections (SMCs) mediating immune cell trafficking into the brain to ease this healthcare burden. Using tissue clearing methods, we found that the skull (calvaria) bone marrow is directly connected to the brain meninges, a discovery that was also shown by an independent group around the same time. This finding suggests that the calvaria is involved in diverse brain pathologies. Easier accessibility of the calvaria compared to brain parenchyma also makes it an attractive region to target, which would alleviate hurdles of drug delivery into the brain, e.g. to control neuroinflammation. Furthermore, potential biomarkers in the calvaria reflecting pathologies of the brain could be easier and faster to detect. However, the detailed structural and cellular characteristics of the SMCs and the calvaria, and how they correlate and interact with neuropathology remain unknown. Here, we will utilize high-throughput technologies such as tissue clearing, single cell RNAseq, proteomics and unbiased analysis of data using deep learning to close this knowledge gap. We will use ischemic stroke and dementia models that are associated with acute and chronic neuroinflammation, respectively, and study both mouse and human tissues in parallel to validate potential clinical implications.
This project will investigate followings:
Aim 1 | Calvaria in physiological state
Aim 2 | Therapeutic aspect: manipulation of calvaria to control stroke and dementia
Aim 3 | Diagnostic aspect: calvaria imaging to monitor stroke and dementia
Thus, the first in-depth investigation of the calvaria bone in health and disease could deliver novel diagnostic and therapeutic targets to mitigate the increasing burden of neurological diseases.
Dziedzina nauki
- medical and health sciencesbasic medicineimmunology
- medical and health sciencesbasic medicineneurologydementia
- medical and health sciencesbasic medicinepathology
- natural sciencescomputer and information sciencesartificial intelligencemachine learningdeep learning
- medical and health sciencesbasic medicineneurologystroke
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
85764 Neuherberg
Niemcy