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Hintergrund und Ziele

Das Team in der Arbeitsgruppe Molekulare Neurowissenschaften unter der Leitung von Prof. Claus befasst sich mit den neurobiologischen Grundlagen von Erkrankungen des Nervensystems. Dazu gehören neurologische und psychiatrische Erkrankungen.

Die wissenschaftlichen Schwerpunkte liegen dabei auf zwei Themen:

Das Gehirn im Verlauf des Lebens: Entwicklungsstörungen des Nervensystems und altersbedingte Veränderungen

Monogene Erkrankungen sind oft gute Modelle für komplexere Erkrankungen. Ausgehend von diesem Ansatz untersuchen wir Veränderungen des Nervensystems bei Spinaler Muskelatrophie (SMA) und NEDAMSS (Neurodevelopmental Disorder with regression, Abnormal Movements, loss of Speech, and Seizures). Dies sind zwei Erkrankungen, die in ihrer schwersten Ausprägung insbesondere Kinder betreffen. Wir beschäftigen uns insbesondere mit den neurobiologischen und molekularen Ursachen dieser Erkrankungen und verknüpfen dabei mit modernen Methoden verschiedene systemische Ebenen: Die vom jeweiligen fehlenden oder mutierten Gen kodierten Proteinen bilden in Zellen ein Interaktionsnetzwerk mit anderen Molekülen. Diese Netzwerke können wir messen und bioinformatisch analysieren. Dies bildet die Grundlage für ein kausal-mechanistisches Verständnis von verschiedenen Symptomen, z.B. Veränderungen des Stoffwechsels. Diese Arbeiten werden immer mit Blick auf die Bedürfnisse von Patient:innen ausgerichtet mit einem klaren translationalen Blick. Dies gilt auch für unsere Arbeiten am Prader-Willi-Syndrom. Hier verwenden wir experimentelle Konzepte, die wir bei monogenen Erkrankungen entwickelt haben.

Für die Analyse von molekularen Veränderungen stehen uns verschiedene Zellkultur-Modelle zur Verfügung, die auf Stammzellen oder auf primären Zellen basieren. Der Entwicklung des Nervensystems steht auch sein Altern gegenüber: Hier verwenden wir eine innovative Methode, um Stress-bedingte, veränderte Alterungsprozesse zu verstehen.

Multidimensionale Mechanismen psychiatrischer Erkrankungen

In diesem Schwerpunkt untersuchen wir die Interaktion der Körperperipherie (z.B. Lunge, Herz, Knochen/Knorpel, Muskel, Niere, aber auch der Stoffwechsel) mit dem Nervensystem. Uns interessieren dabei besonders molekulare Veränderungen, die darüber entscheiden, welche Gene in welcher Weise abgelesen werden (Epigenetik, Epitranskriptom). Wir verknüpfen diese Daten multidimensional mit Proteomics, Phospho-Proteomics, Metabolomics sowie klinischen Daten und berücksichtigen auch die sozialen Lebensumstände. Dieses Konzept einer neurobiologischen Sozialpsychiatrie wird bei verschiedenen Erkrankungen verfolgt. Dazu zählen Depression, Schizophrenie, Abhängigkeitserkrankungen (Alkohol), SARS-Cov2-Infektion und long-Covid, aber auch Polytraumen.