Projekte: Molekulare Psychopharmakologie

BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung 01ZX1611A: e:Med II - SPs 3: Central Resource II: Transcriptomics platform. 01/2017-12/2018.

SP3 provides human post-mortem brain material from deceased alcoholics, iPSC lines from humanised mouse models and humans, and transcriptomic profiles of these biological materials to the consortium. In the first two years we have (i) enlarged our human brain bank through effective national and international collaborations, (ii) established the routine generation of iPSC lines from mouse and humans (almost 20 m/hiPSC lines have been generated), (iii) analyzed opioid and dopamine system adaptations at both transcriptional and protein levels in post-mortem brains from alcoholics and alcohol addicted rats (SP5) and developed a new molecular model of a hyper-dopaminergic state that drives alcohol craving (Hirth et al., 2015), and finally (iv) established with a collaborator from NIAAA, Bethesda USA, a database of brain miRNA profiles from the prefrontal cortices of abstinent alcohol dependent rats.

DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft SFB 1134: TP B04: Untersuchung von verhaltensrelevanten raum-zeitlichen Aktivitätsmustern neuronaler Netzwerke im Präfrontalcortex der Ratte mit Hilfe der in vivo Weitfeldmikroendoskopie. 01/2015-12/2018.

EU - Europäische Union 668863: SyBil-AA System Biology of Alcohol Addiction. 01/2016-12/2019.

Alcohol addiction ranks among the primary global causes of preventable death and disabilities in human population, but treatment options are very limited. Rational strategies for design and development of novel, evidence based therapies for alcohol addiction are still missing. Alcohol dependence is characterized by cycles of excessive alcohol consumption, interspersed with intervals of abstinence, and frequent relapses. Relapse is a key element of this disease process and blocking relapse is therefore a key objective for the treatment of alcohol dependent patients. In this project we will provide a novel discovery strategy based on the principles of systems medicine that uses mathematical and network theoretical models to identify brain sites and functional networks that can be targeted specifically by therapeutic interventions. To build predictive models of the ‘relapse-prone’ state of brain networks we will use magnetic resonance imaging, electrophysiology and neurochemical data from patients and laboratory animals. The mathematical models will be rigorously tested through experimental procedures aimed to guide the network towards increased resilience against relapse. We expect to identify hubs that promote ‘relapse-proneness’ and to predict how aberrant network states could be normalized. Proof of concept experiments in animals will need to demonstrate this possibility by showing directed remodeling of functional brain networks by targeted interventions suggested by the theoretical models. Thus, our translational goal will be achieved by a theoretical and experimental framework for making predictions based on fMRI and mathematical modeling, which is verified in animals, and which can be transferred to humans. With our highly interdisciplinary EU consortium (PIs from seven European countries and Israel with outstanding expertise) it is expected that after having such a world-wide unique effort in place, new neurobiologically-defined treatment strategies will be delivered to our addicted patients and thus help to address a serious and widespread health problem in our European societies.

Mann KF, Ende G, Sommer WH. DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft SFB 636: TP D07: Neuroplastische Veränderungen von Glutamat/ Glutamine im Gehirn und Zusammenhang mit der Therapieresponse bei Alkoholismus. 01/2012-12/2015.

D07 erforscht neurochemische und funktionelle Veränderungen der zerebralen Erregbarkeit in Alkoholentzug und Abstinenz. In einem translationalen und multimodalen Ansatz wird das präfrontale Glutamat/Glutamin Verhältnis in Patienten und „alkoholabhängigen“ Ratten mittels Magnetresonanzspektroskopie (MRS) gemessen. Die Werte könnten relevant für Rückfälle sein und sich als Biomarker eignen. Die humanen MRS Untersuchungen werden mit Blutoxygenierungsiveau abhängigen funktionell-magnetresonanztomographisch gemessener Reagibilität auf alkoholrelevante Reize als Prädiktor für Alkoholverlangen und Rückfall kombiniert. Damit könnten wir einen Ansatz zur „personalisierten Behandlung“ liefern. Parallel werden die Tiere während Alkoholexposition, Entzug und Abstinenz mit MRS untersucht. Die Wirkung antiglutamaterger Substanzen wird in beiden Spezies geprüft.

Sommer WH. BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung 01EW1112: ERA-Net NEURON TRANSALC TP1: Multimodales Neuroimaging in Tiermodellen des Alkoholismus. 03/2011-02/2014.

Sommer WH. BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung 01EW1112: ERA-Net NEURON TRANSALC: Translationale Hirnbildgebung zur Erkennung alkoholismusbedingter Stö-rungen in neuronalen Netzwerken und zur Beurteilung pharmakologischer Therapieansätze. 03/2011-02/2014.

Schätzungsweise erkranken jährlich mehr als 23 Millionen europäische Bürger an Alkoholismus. Neben dem unsäglichen Leid für die Patienten und deren Familien, verursacht die Erkrankung auch immense Belastungen für das öffentliche Gesundheits- und Gemeinwesen. Seit einiger Zeit gibt es pharmakologische Behandlungsansätze für die Erkrankung, allerdings kann ein Durchbruch bisher nicht verzeichnet werden, was zu einem bedeutenden Teil auch auf mangelnde Effektivität der eingesetzten Arzneimittel zurückzuführen ist. Das Ziel dieses Projektes ist es, die Aussagekraft von tierexperimentellen Studien für die Entwicklung wirksamer Medikamenten zur Rückfallprophylaxe bei Alkoholismus zu erhöhen. Sollte uns dies gelingen, könnte ein im Versuchtier beobachteter pharmakologischer Effekt besser auf seine potentielle Wirksamkeit im Menschen eingeschätzt werden, was zur Effektivitätssteigerung in der pharmakologische Forschung beitragen sollte. Das Vorhaben soll quantitative und longitudinale in vivo Untersuchung am Gehirn von Patienten und Versuchstieren unter Einsatz der neuronalen Bildgebung erreicht werden. Wir erwarten, über den Vergleich von Alkoholeffekten und deren Modifikation durch klinisch geprüfte Anti-Alkoholismusmedikamente (Campral, Revia) in Patienten und entsprechenden Tiermodellen, Aussagen über behandlungsresponsive Regionen innerhalb eines erkrankungsspezifischen neuronalen Netzwerks (translational „disease-network“) machen zu können.

Spanagel R. MWK - Ministerium für Wissenschaft Forschung und Kunst Baden-Württemberg 32-731.0/92: Arbeitsgruppe Translationale Suchtforschung. 09/2011-08/2014.

Die Arbeitsgruppe „Translationale Suchtforschung“ soll als Schnittstelle zwischen präklinischer Forschung und klinischer Entwicklung dienen. Sie beschäftigt sich mit der Übersetzung von Befunden, die z.B. mit Hilfe von Tiermodellen gewonnen wurden, in die Anwendung am Menschen. Das hier vorgestellte Konzept basiert auf drei Säulen: die mit der Suchtklinik gemeinsame Erforschung neurobiologischer Grundprinzipen der Sucht, die Charakterisierung genetischer Risikoprofile und biologischer Konstrukte (Biomarker) von Suchterkrankungen, sowie die Entwicklung von neuen Behandlungsstrategien (pharmakologische Interventionen und Verhaltenstherapien).