PURE

Protein Research Unit Ruhr within Europe

Der wissenschaftliche Fokus liegt auf der Identifizierung und Validierung molekularer Biomarker für die verbesserte Früh- und Differenzialdiagnostik neurodegenerativer Erkrankungen. Dabei steht die prädiktive Diagnostik drohender neurodegenerativer Demenzerkrankungen, wie beispielsweise die präklinische Alzheimerdemenz, im Vordergrund. Molekulare Biomarker werden in Hirngewebe, aber vorrangig in Körperflüssigkeiten wie beispielsweise Blut- oder aber Liquorproben identifiziert. Dies wird ergänzt durch Untersuchungen an unterschiedlichen humanen Zellpopulationen (u.a. Monozyten) und Exosomen (Blut und Liquor). Begleitend führen wir mehr Grundlagen-orientierte Untersuchungen an Zellkultursystemen und in transgenen Tiermodellen durch, um einerseits neue Biomarkerkandidaten zu identifizieren, andererseits aber auch primär in Körperflüssigkeiten identifizierte Biomarkerkandidaten in diesen experimentellen Modellen näher funktionell zu validieren. Methodisch setzen wir für die Biomarkeridentifizierung und –Validierung die ganze Bandbreite „neuromischer“ Technologien ein, wie beispielsweise Gel- und/oder Massenspektrometrie-basierte neuroproteomische Techniken, Neurometabolomik, miRNA „profiling“ und die Messung epigenetischer Signaturen. Neben Hypothesen-freien Strategien liegt ein Fokus auf der Hypothesen-geleiteten Biomarkeridentifizierung. Vielversprechende Biomarkersignaturen können von uns in Hochdurchsatz-fähige Multiplexdiagnostik integriert werden.

Die vergleichende Analyse dieser unterschiedlichen Plattformtechnologien erfordert eine anspruchsvolle Bioinformatik und systemische Neurobiologie, die in PURE und bei langjährigen externen Kooperationspartnern (MicroDiscovery GmbH, Berlin) auf hohem Niveau etabliert ist. Neben den diagnostischen Anwendungen sollen molekulare Biomarker auch für das Monitoring von innovativen Therapieansätzen und für die Vorhersage von Therapie-Ansprechen oder aber der Früherkennung von Nebenwirkungen eingesetzt werden. Für Biomarker neurodegenerativer Erkrankungen sind im Blut nur sehr geringe (attomolare bis sub-attomolare) Konzentrationen zu erwarten. Deshalb werden unterschiedliche Strategien eingesetzt. Hirnspezifische Biomarkerkandidaten zeigen in der Cerebrospinalflüssigkeit (CSF)/Nervenwasser in der Regel wesentlich höhere Konzentrationen als im Blutkompartiment. Mittels „CSF-guided biomarker discovery“ gehen wir dabei wie folgt vor: Nach Identifizierung innovativer Biomarkerkandidaten im CSF wird gezielt mittels sensitiver Immunoassays oder Immuno-PCR-Verfahren nach Demenz-spezifischen Unterschieden im Blutkompartiment gesucht.