18. Dezember 2020
Der McKnight Endowment Fund for Neuroscience hat drei Projekte ausgewählt, die mit dem Neurobiology of Brain Disorders Award 2021 ausgezeichnet wurden. Die Preise werden über einen Zeitraum von drei Jahren mit $900.000 für die Erforschung der Biologie von Gehirnkrankheiten vergeben, wobei jedes Projekt zwischen 2021 und 2024 $300.000 erhält.
Die NBD-Preise (Neurobiology of Brain Disorders) unterstützen innovative Forschungen von US-Wissenschaftlern, die sich mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen befassen. Die Auszeichnungen fördern die Zusammenarbeit zwischen Grundlagenforschung und klinischer Neurowissenschaft, um Laborentdeckungen über das Gehirn und das Nervensystem in Diagnosen und Therapien zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit umzusetzen.
"Es ist aufregend, die Gelegenheit zu haben, einige der führenden Neurowissenschaftler des Landes bei ihrer bahnbrechenden Forschung zu unterstützen", sagte Dr. Ming Guo, Vorsitzender des Preiskomitees und Professor für Neurologie und Pharmakologie an der David Geffen School of Medicine der UCLA . „Die diesjährigen Preisträger forschen an Themen, die eine große Anzahl von Menschen und die Gesellschaft insgesamt betreffen: Parkinson, Migräne und die Epidemie chronischer Schmerzen, die der Opioidkrise zugrunde liegt. Durch das Verständnis der zugrunde liegenden Neurobiologie der Krankheitsausbreitung und der Funktionsweise dieser Hirnstörungen auf Netzwerk- und Zellebene öffnen wir die Tür zu neuen Möglichkeiten, sie zu verhindern, zu minimieren und zu behandeln. “
Die Preise sind inspiriert von den Interessen von William L. McKnight, der 1953 die McKnight Foundation gründete und die Forschung zu Hirnkrankheiten unterstützen wollte. Seine Tochter Virginia McKnight Binger und der Vorstand der McKnight Foundation gründeten 1977 zu seinen Ehren das McKnight Neuroscience-Programm.
Jedes Jahr werden mehrere Auszeichnungen vergeben. Die drei diesjährigen Preisträger sind:
- Rui Chang, Ph.D., Assistenzprofessor, Abteilungen für Neurowissenschaften sowie für zelluläre und molekulare Physiologie, Yale University School of Medicine; und Sreeganga Chandra, Ph.D., außerordentlicher Professor, Abteilungen für Neurologie und Neurowissenschaften, Medizinische Fakultät der Yale University, New Haven, CT
Vom Darm zum Gehirn: Die Ausbreitung der Parkinson-Krankheit verstehen: Dr. Chang und Dr. Chandra wollen herausfinden, wie sich die Parkinson-Krankheit über den Vagusnerv vom Darm zum Gehirn ausbreitet, und Wege erkunden, um diese Ausbreitung zu verlangsamen oder zu hemmen. - Rainbo Hultman, Ph.D., Assistenzprofessor, Abteilung für Molekulare Physiologie und Biophysik, Iowa Neuroscience Institute - Carver College of Medicine, Universität Iowa, Iowa City, IA
Gehirnweite elektrische Konnektivität bei Migräne: Auf dem Weg zur Entwicklung netzwerkbasierter Therapeutika: Dr. Hultmans Forschung wird eine gehirnweite Karte der elektrischen Aktivität bei Migräne erstellen und die Wirkung von Therapeutika auf diese Aktivität testen. - Gregory Scherrer, Ph.D., außerordentlicher Professor, Abteilung für Zellbiologie und Physiologie, UNC Neuroscience Center, Universität von North Carolina, Chapel Hill, NC
Aufklärung der neuronalen Grundlagen von Schmerzstörungen: Schaltkreise und neue Therapeutika zur Beendigung der dualen Epidemie von chronischen Schmerzen und Opioidabhängigkeit: Dr. Scherrers Arbeit konzentriert sich darauf, herauszufinden, wie Neuronen im Gehirn Schmerzinformationen verarbeiten, um neue und bessere Wege zu finden, um chronisches Schmerzleiden ohne die negativen Nebenwirkungen vieler gängiger Schmerzmittel zu lindern.
Mit 87 Absichtserklärungen in diesem Jahr sind die Auszeichnungen sehr wettbewerbsfähig. Ein Komitee angesehener Wissenschaftler prüft die Briefe und lädt einige ausgewählte Forscher ein, vollständige Vorschläge einzureichen. Neben Dr. Guo gehören Sue Ackerman, Ph.D., Universität von Kalifornien, San Diego, zum Ausschuss; Susanne Ahmari, MD, Ph.D., Medizinische Fakultät der Universität Pittsburgh; Robert Edwards, MD, Universität von Kalifornien, San Francisco; Andre´ Fenton, Ph.D., New York University; Tom Lloyd, MD, Ph.D., Johns Hopkins Medical School; und Harry Orr, Ph.D., Universität von Minnesota.
Absichtserklärungen für die Preise 2022 sind bis zum 15. März 2021 fällig.
Über den McKnight-Stiftungsfonds für Neurowissenschaften
Der McKnight Endowment Fund for Neuroscience ist eine unabhängige Organisation, die ausschließlich von der McKnight Foundation in Minneapolis, Minnesota, finanziert wird und von einem Gremium prominenter Neurowissenschaftler aus dem ganzen Land geleitet wird. Die McKnight Foundation unterstützt die neurowissenschaftliche Forschung seit 1977. Die Stiftung gründete 1986 den Stiftungsfonds, um eine der Absichten des Gründers William L. McKnight (1887–1978), eines der ersten Führungskräfte der 3M Company, umzusetzen.
Der Stiftungsfonds vergibt jedes Jahr drei Arten von Auszeichnungen. Zusätzlich zu den Neurobiology of Brain Disorders Awards sind sie die McKnight Technological Innovations in Neuroscience Awards, die Startkapital für die Entwicklung technischer Erfindungen zur Förderung der Gehirnforschung bereitstellen. und die McKnight Scholar Awards, die Neurowissenschaftler in den frühen Stadien ihrer Forschungskarriere unterstützen.
2021 NBD Awards
Rui Chang, Ph.D., Assistenzprofessor, Abteilungen für Neurowissenschaften sowie für zelluläre und molekulare Physiologie, Yale University School of Medicine
Sreeganga Chandra, Ph.D. Assoziierter Professor, Abteilungen für Neurologie und Neurowissenschaften, Yale University School of Medicine
Vom Darm zum Gehirn: Die Ausbreitung der Parkinson-Krankheit verstehen
Die Parkinson-Krankheit ist eine weithin bekannte, aber immer noch mysteriöse neurologische degenerative Erkrankung, die die Lebensqualität dramatisch beeinträchtigt. Wie genau die Krankheit beginnt, ist unbekannt, aber neuere Forschungen zeigen, dass zumindest einige Parkinson-Fälle aus dem Darm stammen und sich über den Vagusnerv, einen langen, komplexen, facettenreichen Nerv, der viele Organe mit dem Gehirn verbindet, zum Gehirn ausbreiten.
Dr. Chang und Dr. Chandra bringen diese Erkenntnisse über die Ausbreitung von Darm zu Gehirn mit ihrer Forschung auf die nächste Ebene. Ihre ersten beiden Ziele zielen darauf ab, genau zu identifizieren, welche vagalen Neuronenpopulationen Parkinson übertragen und wie der Darm und diese Neuronen interagieren. Das Experiment verwendet ein Mausmodell, Injektionen von Proteinen, die Parkinson induzieren können, und einen neuartigen Prozess, um bestimmte Arten von Neuronen zu markieren und selektiv abzutragen (herunterzufahren). Durch Experimente, bei denen bestimmte Neuronen abgetragen, das Protein eingeführt und die Mäuse auf Parkinson untersucht werden, wird das Team auf bestimmte Kandidaten eingehen. Im dritten Ziel hofft das Team, den Mechanismus aufzudecken, durch den die Krankheit auf molekularer Ebene innerhalb von Neuronen transportiert wird.
Die Forschung ist eine kollaborative, interdisziplinäre Anstrengung, die sich auf Dr. Changs Erfahrung mit der Erforschung des Vagusnervs und des enterischen Systems sowie auf Dr. Chandras Fachwissen über die Parkinson-Krankheit und ihre Pathologie stützt. Es ist zu hoffen, dass mit einem besseren und genaueren Verständnis, wie die Krankheit das Gehirn erreicht, neue Ziele, die weiter vom Gehirn entfernt sind, für eine präzisere Behandlung identifiziert werden können, sodass die Behandlung den Beginn von Parkinson verzögern oder verringern kann, ohne das Gehirn zu schädigen oder Beeinflussung der vielen anderen wichtigen Funktionen des außerordentlich komplexen Vagusnervs oder des enterischen Systems.
Rainbo Hultman, Ph.D., Assistenzprofessor, Abteilung für Molekulare Physiologie und Biophysik, Iowa Neuroscience Institute - Carver College of Medicine, Universität von Iowa
Gehirnweite elektrische Konnektivität bei Migräne: Auf dem Weg zur Entwicklung netzwerkbasierter Therapeutika
Migräne ist eine weit verbreitete, oft schwächende Erkrankung. Es ist komplex und notorisch schwer zu behandeln; Betroffene haben unterschiedliche Symptome, die häufig durch sensorische Überempfindlichkeit ausgelöst werden und Schmerzen, Übelkeit, Sehstörungen und andere Auswirkungen umfassen können. Migräne betrifft mehrere miteinander verbundene Teile des Gehirns, jedoch nicht immer auf die gleiche Weise, und Behandlungen haben oft nicht die gleiche Wirkung von Person zu Person. Dr. Hultmans Forschung schlägt vor, Migräne mit neuen Instrumenten zu untersuchen, um neue Behandlungswege aufzuzeigen.
Die Forschung baut auf der Entdeckung von Elektrofaktoren durch ihr Team auf, Messungen elektrischer Aktivitätsmuster im Gehirn, die an bestimmte Gehirnzustände gebunden sind. Mit Implantaten zur Messung der Gehirnaktivität in Mausmodellen, die sowohl akute als auch chronische Migräne darstellen, wird ihr Team zum ersten Mal im Millisekundenbereich beobachten, welche Teile eines Mausgehirns in welcher Reihenfolge aktiviert werden. Maschinelles Lernen hilft bei der Organisation der gesammelten Daten, und die erstellten Elektomkarten können verwendet werden, um die betroffenen Teile des Gehirns zu identifizieren und wie sich das Elektom im Laufe der Zeit verändert, insbesondere durch das Einsetzen der Chronizität. Das Experiment untersucht auch elektrische Aktivitätsmuster, die an die Verhaltensreaktion gebunden sind. Beispielsweise können die im Gehirn eines Probanden beobachteten elektrischen Signale, die helles Licht vermeiden möchten, eine Möglichkeit bieten, schwerwiegendere Reaktionen auf Migräne vorherzusagen.
Ein zweiter Teil von Dr. Hultmans Forschung wird dann dieselben Werkzeuge verwenden, um zu untersuchen, wie verfügbare Therapeutika und Prophylaktika funktionieren. Elektomfaktoren von Probanden, die mit diesen Therapeutika behandelt wurden, werden gesammelt und mit Kontrollen verglichen, um festzustellen, welche Teile des Gehirns auf welche Weise betroffen sind, und um die Wirkung jedes Therapeutikums / Prophylaxe sowie die Auswirkungen von Kopfschmerzen bei übermäßigem Gebrauch von Medikamenten aufzudecken. A. häufige Nebenwirkungen von Migränepatienten, die versuchen, ihren Zustand zu behandeln.
Gregory Scherrer, Ph.D., außerordentlicher Professor, Abteilung für Zellbiologie und Physiologie, UNC Neuroscience Center, Universität von North Carolina
Aufklärung der neuronalen Grundlagen von Schmerzstörungen: Schaltkreise und neue Therapeutika zur Beendigung der dualen Epidemie von chronischen Schmerzen und Opioidabhängigkeit
Schmerz ist die Art und Weise, wie unser Gehirn potenziell schädliche Reize wahrnimmt, aber es ist keine einzige Erfahrung. Es ist mehrdimensional und beinhaltet die Übertragung von Nerven auf das Rückenmark und das Gehirn, die Verarbeitung des Signals, das Auslösen einer reflexiven Aktion und die anschließende Verfolgung der neuronalen Aktivität, die an Aktionen zur kurzfristigen Linderung des Schmerzes beteiligt ist, sowie komplexe Lernprozesse, um ihn zu vermeiden die Zukunft.
Schmerz ist auch der Kern dessen, was Dr. Scherrer als zwei miteinander verbundene Epidemien ansieht: die Epidemie chronischer Schmerzen, von der rund 116 Millionen Amerikaner betroffen sind, und die Opioid-Epidemie, die aus dem Missbrauch starker und oft süchtig machender Medikamente zur Behandlung resultiert. In seiner Forschung möchte Dr. Scherrer genau herausfinden, wie das Gehirn die unangenehmen Schmerzen codiert. Viele Medikamente versuchen, dieses Gefühl der Unannehmlichkeit zu beeinträchtigen, sind jedoch häufig im Ausland und lösen auch Belohnungs- und Atemkreise aus, was zu Sucht (und damit zu übermäßigem Gebrauch) und Atemstillstand führt, der für opioidbedingte Todesfälle verantwortlich ist.
Das Team von Dr. Scherrer wird eine hirnweite Karte der emotionalen Schmerzkreise erstellen, indem genetische Fallen und Markierungen von durch Schmerz aktivierten Neuronen mit fluoreszierenden Markern verwendet werden. Zweitens werden aktivierte Gehirnzellen abgetrennt und ihr genetischer Code wird sequenziert, wobei nach gemeinsamen Rezeptoren auf den Zellen gesucht wird, die möglicherweise Ziele für Therapeutika sind. Schließlich wird die Forschung Verbindungen in chemischen Bibliotheken untersuchen, die mit einem dieser identifizierten Zielrezeptoren interagieren sollen. die Auswirkungen dieser Verbindungen auf die Unannehmlichkeit von Schmerzen; und ob diese Verbindungen auch das Risiko einer Überbeanspruchung bergen oder das Atmungssystem beeinträchtigen. Letztendlich soll geholfen werden, bessere Wege zu finden, um alle Arten von Schmerzen zu lindern und das Wohlbefinden und die Lebensqualität der Patienten zu verbessern, die davon betroffen sind.
