Wissenschaftliche Arbeit

Wissenschaftliche Arbeit der Gruppe
 
 
1.) Grundlagenwissenschaft:
 
Krankheitsmodellierung zu Entwicklung neuer Therapien der ALS mit humanen Zellmodellen von Motorneuronerkrankungen.
Das Ziel des Projektes ist die Herstellung von murinen und humanen Zellkulturmodellen der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS). Um die molekulare Pathophysiologie der ALS zu verstehen, werden humane induzierte pluripotente Stammzellen (hiPS) als Modellsysteme verwendet werden. Diese Technik erhielt 2013 den Medizinnobelpreis. Menschliche Zellmodelle werden durch Reprogrammierung von Fibroblasten von Patienten mit familiären ALS Formen hergestellt. Anschließend erfolgt die Differenzierung in Motorneurone und Untersuchungen der Degeneration dieser.
Bis heute sind die Mechanismen der Erkrankung nicht richtig erstanden, dementsprechend gibt es keine kausale Behandlung. Mit der Verwendung dieser neuartigen Zellmodelle ist es erstmals möglich, an menschlichen Nervenzellen, die von ALS Patienten kommen, Untersuchungen zu machen. Dies führt hoffentlich dazu, dass diese Erkrankung besser verstanden wird.
Die Arbeiten an diesen Zellmodellen ist der Schwerpunkt unserer Arbeitsgruppe. Wir haben ca. 20 Patientenlinien entwickelt, die wir vergleichend analysieren. Hauptfokus liegt dabei auf Untersuchungen zur Funktionalität (Fehlfunktion?) und zu Einschränkungen von axonalen Transportvorgängen sowie der Entwicklung neuer therapeutischer Targets.
Wir sind aktiver Partner (deutschlandweiter Teilprojektleiter humane Zellmodelle) des deutschen Konsortium für Motoneuronerkrankungen (MND-NET).
Diese Untersuchung wird unterstützt von der Helmholtzgesellschaft, der Deutschen Gesellschaft für Muskelkranke, der Medizinischen Fakultät der TUD, der Roland-Ernst-Stiftung für Gesundheitswesen und von privaten Spendengeldern.
 
 
2.) Klinische Untersuchungen:
 
Untersuchung der Lebensqualität bei Patienten mit fortgeschrittener ALS durch Augensteuerungscomputer.
Das Ziel dieser Untersuchung ist den Effekt des Einsatzes von Augensteuerungscomputern auf die Lebensqualität von Patienten mit fortgeschrittener ALS und deren Angehöriger zu zeigen. Patienten werden für vier Wochen Augensteuerungscomputer zur Verfügung gestellt, es werden Fragebogenerhebungen durchgeführt zur Messung der Lebensqualität, Depression und Krankheitsprogress der Patienten und der Angehörigen. Die Hypothese des Projektes ist, dass die Implementierung solch fortgeschrittener Kommunikationstechnologien erheblichen Einfluss auf die Lebensqualität nicht nur der Patienten sondern ganz besonders der Angehörigen hat.
Diese Untersuchung wird unterstützt von der Roland-Ernst-Stiftung für Gesundheitswesen
 
Ein weiteres Projekt ist die Verbesserung dieser Augensteuerungsrechner zur Entwicklung von Augensteuerungsbrillen (sog. interaktive OLED-Datenbrille). Dies ist ein Verbundprojekt mit Interaktive Minds, dem Fraunhofer COMEDD, Trivisio, der Professur Ingenieurpsychologie und kognitive Ergonomie der TU und Mecotec .
Diese Untersuchung wird unterstützt von dem Bundesministerium für Bildung und Forschung.
 
Untersuchung zur Weiterentwicklung der (Früh-)Diagnostik.
Wir suchen nach Frühmarkern der Erkrankung, die die Diagnose der ALS in früheren Stadien erlauben. Dies machen wir mit der Erfassung von spezifischen Symptomen sowie unterschiedlichen Bildgebungsverfahren (Hirn-/Nervenultraschall, strukturelle Bildgebung, funktionelle Bildgebung). Wir sind aktiver Partner des deutschen Konsortium für Motoneuronerkrankungen (MND-NET), das durch das Ministerium für Bildung und Wissenschaft (BMBF) unterstützt wird.
Dies ist eine Registerstudie zur longitudinalen Erhebung der klinischen Symptomatik und neuropsychologischer Defizite, strukturellen und funktionellen Bildgebung und Bioprobensammlung.
 
 
3.) Publikationen (Auswahl):
 
Grundlagenwissenschaft:

Sivadasan R, Hornburg D, Drepper C, Frank N, Jablonka S, Hansel AA, Hermann A, Lojewski X; Sterneckert J, Shaw P, Ince P, Mann M, Meissner F, Sendtner M. C9ORF72 interaction with cofilin modulates actin dynamics in motoneurons. Nat. Neurosci, 2016; Dec;19(12):1610-1618

 Mori K, Nihei Y, Arzberger T, Zhou Q, Mackenzie IR, Hermann A, Hanisch F; German Consortium for Frontotemporal Lobar Degeneration; Bavarian Brain Banking Alliance, Kamp F, Nuscher B, Orozco D, Edbauer D, Haass C. Reduced hnRNPA3 increases C9orf72 repeat RNA levels and dipeptide-repeat protein deposition. EMBO Rep. 2016 Jul 26. pii: e201541724.

Naujock M, Stanslowsky N, Bufler S, Naumann M, Reinhardt P, Sterneckert J, Kefalakes E, Kassebaum C, Bursch F, Lojewski X, Storch A, Frickenhaus M, Boeckers TM, Putz S, Demstre M, Liebau S, Klingenstein M, Ludolph AC, Dengler R, Kim KS, Hermann A, Wegner F*, Petri S*. 4-Aminopyridine Induced Activity Rescues Hypoexcitable Motor Neurons from ALS Patient-Derived Induced Pluripotent Stem Cells. Stem Cells. 2016 Mar 6. doi: 10.1002/stem.2354. [Epub ahead of print], *Contributed equally
 
Japtok J, Lojewksi X, Naumann M, Klingenstein M, Reinhardt P, Sterneckert J, Putz S, Demestre M, Boeckers TM, Ludolph AC, Liebau S, Storch A, Hermann A. Stepwise acquirement of hallmark neuropathology in FUS-ALS iPSC models depends on mutation type and neuronal aging. Neurobiol Dis. 2015 Aug 4. pii: S0969-9961(15)30021-8. doi: 10.1016/j.nbd.2015.07.017.
 
Waechter N, Storch A, Hermann A. Human TDP43 and FUS selectively affect motor neuron maturation and survival in a murine cell model of ALS by non-cell autonomous mechanisms. Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener 2015 Jul 15:1-11
 
Lojewski X, Staropoli JF, Biswas-Legrand S, Simas AM, Haliw L, Selig MK, Coppel SH, Goss KA, Petcherski A, Chandrachud U, Sheridan SD, Lucente D, Sims KB, Gusella JF, Sondhi D, Crystal RG, Reinhardt P, Sterneckert J, Schöler H, Haggarty SJ, Storch A, Hermann A*, Cotman SL*. Human iPSC models of neuronal ceroid lipofuscinosis capture distinct effects of TPP1 and CLN3 mutations on the endocytic pathway. Hum Mol Genet. 2014 Apr 15;23(8):2005-22. *contributed equally
 
Habisch HJ, Janowski M, Binder D, Kuzma-Kozakiewicz M, Widmann A, Habich A, Schwalenstocker B, Hermann A, Brenner R, Lukomska B, Domanska-Janik K, Ludolph AC, Storch A. Intrathecal application of neuroectodermally converted stem cells into a mouse model of ALS: limited intraparenchymal migration and survival narrows therapeutic effects. J Neural Trans, 2007; 114: 1395–1406
 
Kim SM*, Flaßkamp H*, Hermann A, Araúzo-Bravo MJ, Lee SC, Lee SH, Seo EH, Lee SH, Storch A, Lee HT, Schöler HR, Tapia N*, Han DW*; Direct Conversion of Mouse Fibroblasts into Induced Neural Stem Cells. Nat Protocols, 2014, 9(4): 871-881. *contributed equally
 
Lojewski X*, Staropoli JF*, Biswas-Legrand S, Simas AM, Haliw L, Selig MK, Coppel SM, Goss KA, Petcherski A, Chandrachud U, Sheridan SD, Lucente D, Sims KB, Gusella JF, Sondhi S, Crystal RG, Reinhardt P, Sterneckert J, Schöler H, Haggarty JS, Storch A, Hermann A*, Cotman S*. Human iPSC models of neuronal ceroid lipofuscinosis capture distinct effects of TPP1 and CLN3 mutations on the endocytic pathway. Hum Mol Gen 2014,;23(8):2005-22 *contributed equally
 
Han DW, Tapia N, Hermann A, Hemmer K, Höing S, Araúzo-Bravo MJ, Zaehres H, Wu G, Frank S, Moritz S, Greber B, Yang JH, Lee HT, Schwamborn JC, Storch A, Schöler HR, 2012, Direct reprogramming of fibroblasts into neural stem cells by defined factors, Cell Stem Cells, 2012 Apr 6;10(4):465-72
 
Löhle M, Hermann A, Glaß H, Kempe H, Schwarz SC, Kim JB, Poulet C, Ravens U, Schwarz J, Schöler HR, Storch A, 2012, Differentiation efficiency of induced pluripotent stem cells depends on the number of reprogramming factors, Stem Cells 30: 570–579
 
Loewenbrück KF, Fuchs B, Hermann A, Brandt M, Werner A, Kirsch M, Schwarz S, Schwarz J, Schiller J, Storch A, 2011, Proton MR spectroscopy of neural stem cells: Does the peak at 1.28 ppm functions as a biomarker for cell type or state? Rejuvenation Res., 2011 Aug;14(4):371-81
 
 
Klinische Wissenschaft:

Linse K, Rüger W, Joos M, Schmitz-Peiffer H, Storch A, Hermann A. Eyetracking-based assessment suggests preserved wellbeing in locked-in patients. Ann Neurol. 2017 Jan 11. doi: 10.1002/ana.24871

Günther R, Richter N, Sauerbier A, Chaudhuri KR, Martinez-Martin P, Storch A, Hermann A. Non-Motor Symptoms in Patients Suffering from Motor Neuron Diseases. Front Neurol. 2016 Jul 25;7:117.

Vercruysse P, Sinniger J, El Oussini H, Scekic-Zahirovic J, Dieterlé S, Dengler R, Meyer T, Zierz S, Kassubek J, Fischer W, Dreyhaupt J, Grehl T, Hermann A, Grosskreutz J, Witting A, Van Den Bosch L, Spreux-Varoquaux O; GERP ALS Study Group, Ludolph AC, Dupuis L. Alterations in the hypothalamic melanocortin pathway in amyotrophic lateral sclerosis. Brain. 2016 Apr;139(Pt 4):1106-22.
 
Hübers A, Hildebrandt V, Petri S, Kollewe K, Hermann A, Storch A, Hanisch F, Zierz S, Rosenbohm A, Ludolph AC, Dorst J. Clinical features and differential diagnosis of flail arm syndrome. J Neurol. 2016 Feb;263(2):390-5
 
Loewenbrück KF, Liesenberg J, Dittrich M, Schäfer J, Patzner B, Trausch B, Machetanz J, Hermann A, Storch A. Nerve ultrasound in the differentiation of multifocal motor neuropathy (MMN) and amyotrophic lateral sclerosis with predominant lower motor neuron disease (ALS/LMND). J Neurol. 2016 Jan;263(1):35-44.
 
Hermann A, Reuner U, Schaefer J, Fathinia P, Leimert T, Kassubek J, Leimert M, Ludolph AC, Storch A. The diagnostic value of midbrain hyperechogenicity in ALS is limited for discriminating key ALS differential diagnoses. BMC Neurol. 2015 Mar 14;15:33.
 
Hermann A, Reuner U, Schaefer J, Leimert T, Storch A. Width of 3rd ventricle determined by brain stem sonography does not distinguish bulbar motor syndromes. Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener 2014 Dec;15(7-8):618-20
 
Hermann A, Reuner U, Ziethe G, Bräuer A, Gölnitz U, Rolfs A, Ricci C. Vocal cord paralysis and rapid progressive motor neuron disease by the I113F mutation in SOD1 gene. Amyotrophic Lateral Sclerosis 2011; DOI: 10.3109/17482968.2011.565775.
 
Fathinia P *, Hermann A*, Reuner U, Kassubek J, Storch A, Ludolph AC. Parkinson's disease-like midbrain hyperechogenicity is frequent in amyotrophic lateral sclerosis. J Neurol. 2013 Feb;260(2):454-7 (IF: 3,578) *Contributed equally
 
Dupuis L, Dengler R, Heneka MT, Meyer T, Zierz S, Kassubek J, Fischer W, Steiner F, Lindauer E, Otto M, Dreyhaupt J, Grehl T, Hermann A, Winkler AS, Bogdahn U, Benecke R, Schrank B, Wessig C, Grosskreutz J, Ludolph AC; GERP ALS Study Group. A randomized, double blind, placebo-controlled trial of pioglitazone in combination with riluzole in amyotrophic lateral sclerosis. PLoS One. 2012;7(6):e37885.