Projekte

Im breit aufgestellten Forschungsprogramm der Klinik wird auf verschiedenste Weise versucht, die Pathophysiologie von Frühgeborenen-Erkrankungen besser zu verstehen und innovative Protektionsansätze zu konzipieren. Dabei gehen die einzelnen Arbeitsgruppen sehr unterschiedliche Wege, das Methodenspektrum reicht von Experimenten mit kultiviertenZellen und neugeborenen Tieren über bettseitige Echokardiographiemessungen der experimentellen und klinischen Atemfunktionsdiagnostik und Bestimmung kreislaufwirksamer Peptide bis hin zur Erforschung unserer eigenen inneren Einstellungen im Wandel der Zeit.

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Forschungsprojekte an der Klinik für Neonatologie

RBM3 als kälteinduzierbarer neuronaler Survivalfaktor, Projektleiter: Prof. Dr. Christoph Bührer

Die induzierte Hypothermie stellt das erste evidenzbasierte Verfahren zur Verminderung neurologischer Schäden nach akutem perinatalem Sauerstoffmangel dar. Während die klinische Wirksamkeit des Verfahrens in mehreren großen randomisierten Multicenter-Studien gut belegt ist, sind die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen nur wenig verstanden. Das RNA-bindende Protein RBM3 gehört zu den wenigen Proteinen, das transkriptionell bei Kälte (32-24°C) oder mäßiger Hypoxie (8% O2) hochreguliert wird. Nachdem wir zeigen konnten, das RBM3 die Widerstandsfähigkeit kultivierter Zellen gegenüber Serumentzug erhöht und als Überlebensfaktor essentiell sein kann, verfolgen wir jetzt die Hypothese, dass ein Teil der Schutzwirkung der induzierten Hypothermie über die vermehrte RBM3-Expression erklärt werden kann.

Mitarbeiter: Stefanie Endesfelder, Ruth Herrmann

Kooperationen: Dr S Wellmann, Neonatologie Unispital Zürich; A Zelmer, Universitätskinderspital beider Basel; Sophorn Chip, Prof. C Nitsch, Sektion Funktionelle Neuroanatomie, Universität Basel

Neonatale Hämatopoiese, Projektleitung: Dr. Malte Cremer

Circa 50% der extrem untergewichtigen Frühgeborenen sind von einer Thrombozytopenie betroffen. Unklar ist allerdings, ab welchem Thrombozytenwert Thrombozyten transfundiert werden sollten, um Blutungen zu vermeiden. Im Vergleich zu deutschsprachigen Neonatologen transfundieren US-amerikanische Ärzte fast doppelt so häufig. Die Immature Platelet Fraction (IPF) stellt hier möglicherweise einen Parameter dar, der zur Differentialdiagnose und Therapieentscheidung auf der Intensivstation herangezogen werden kann. Daher untersuchen wir die IPF bei Very Low Birth Weight Infants und bei Neugeborenen mit  Allo-Immunthrombozytopenie. Ferner wird die komplexe Regulation der Hämatopoiese durch Zytokine und Wachstumsfaktoren genauer erforscht. Ziel ist es, die Erythropoietin- und Eisensupplementierung bei Frühgeborenen zu optimieren.

Mitarbeit: Christof Dame, Martin Klar

Kooperation: Professor Dr. rer. nat. H. Schulze, Experimentelle Biomedizin, Experimentelle Hämostaseologie. PD Dr. med. Dipl. biochem. A. Weimann, Labor Berlin GmbH

Evaluation von neuen echokardiographischen Methoden Strain und Strain rate mittels Gewebe-Doppler und Speckle tracking bei Frühgeborenen < 1500g, Projektleitung: Dr. Christoph Czernik

Ein persistierender Ductus arteriosus (PDA) kommt häufig bei sehr kleinen Frühgeborenen <1500g vor. Klinische Zeichen und echokardiographische Kriterien wie z. B. die LA/Ao-Ratio und der Ductusdurchmesserkönnen zwar die hämodynamische Relevanz eines PDA in den ersten Lebenstagen definieren, aber nicht dieNotwendigkeit einer medikamentösen Ductustherapie oder einer chirurgischen Ligatur vorherbestimmen. Neben der etablierten konventionellen echokardiographischen Untersuchung wurden an den Lebenstagen 2, 7, 14 und 28 neue Messverfahren mittels tissue Doppler (TDI) und speckle tracking durchgeführt. Ziel desProjekts ist es, neue echokardiographische Parameter (IVRT, TVI, Strain, Strain rate) in die kardiale Untersuchung von Frühgeborenen zu etablieren, die die kardiale Funktion sensitiver beurteilen als bisherige Standardparameter und eine Korrelation zur Notwendigkeit einer Ductusintervention aufzeigen. Die Patienten wurden von September 2008 bis Januar 2010 rekrutiert. Die Offline-Analyse erfolgt mit dem Programm EchoPAc.

Mitarbeit: Stefanie Rhode, Sven Helfer, David Karle
Kooperation:PD Dr. med. Lothar Schmitz, Klinik für Pädiatrie mit SchwerpunktKardiologie, CVK
Förderung: GE

Plasma-Biomarker zur Vorhersage einer bronchopulmonalen Dysplas ie und echokardiographische Parameter zur Einschätzung der kardialen Belastung bei frühgeborenen Kindern, Projektleitung: Dr. Christoph Czernik

Risiken und Folgen einer BPD sind ein erhöhtes Sterblichkeitsrisiko, entwicklungsneurologische Defizite, Gedeihstörungen und anhaltende pulmonale Probleme. Wenn sich eine BPD entwickelt hat, sind die therapeutischen Möglichkeiten begrenzt und eher symptomatisch als kurativ. Der Fokus liegt daher darauf, die Entwicklung einer BPD frühzeitig günstig zu beeinflussen. Aktuell gibt es keinen Blut- oder Lungenfunktionstest, der es frühzeitig nach Geburt erlaubt, diese Hochrisikopatienten zu identifizieren, um sie so zeitnah einer gezielten Therapie zuzuführen. Das Ziel der Studie ist es, in einer prospektiven Studie zu testen, ob die Biomarker CTproET-1, Neuregulin-1 und MR-proANP und NT-proBNP frühzeitig die Entwicklung einer BPD anzeigen können. Zum anderen wird durch die Messung von neuen echokardiographischen Parametern (TAPSE und RIMP) untersucht, ob sich frühzeitig eine Rechtsherzbelastung identifizieren lässt und ob eine Korrelation zu den Biomarkern festzustellen ist.

Mitarbeit: Payman Barikbin, Vinzenz Boos, Ann-Katrin Minke
Kooperation: Roland Neumann, Universitäts-Kinderspital beider Basel (UKBB), Basel, Schweiz

Molekulare Neonatologie, Leiter: Prof. Dr. Christof Dame

Schwerpunkt der Forschungsarbeiten ist u.a. die Identifizierung von Mechanismen der entwicklungsabhängigen und gewebespezifischen Genregulation, insbesondere durch Transkriptionsfaktoren. Die drei Hauptprojekte, greifen thematisch und methodisch eng ineinander. Dabei ergibt sich die Auswahl der untersuchten Gene aus klinisch relevanten Fragestellungen. Das Verständnis der Regulation entwicklungsabhängig exprimierter Gene ist ein wichtiger Baustein für zukünftige therapeutische Konzepte in der Neonatologie bzw. in der Kinder- und Jugendmedizin.

1. Erythropoietin (Epo) und sein Rezeptor (EpoR):

· Molekulare Mechanismen der entwicklungsabhängigen und gewebespezifischen Expression

· Hämatopoietische und nicht-hämatopoietische Effekte von rekombinantem Epo (rEpo)

· Neuroprotektion des sich entwickelnden Nervensystems durch rEpo

2. Thrombopoietin (Tpo) und sein Rezeptor (c-mpl):

· Funktion und Regulation von Tpo/TpoR im Gehirn und Herzen

· Normale und gestörte Megakaryopoiese beim Neugeborenen sowie im Kindes- und Jugendalter

3. Transkriptionelle Genregulation:

· GATA Transkriptionsfaktoren und ihre Cofaktoren in der Regulation der entwicklungs-abhängigen Genexpression

· GATA Transkriptionsfaktoren in der Pathogenese humaner Erkrankungen (Schwerpunkt Down-Syndrom, HDR-Syndrom, Neuroblastom)

· Biologie der Yin-Yang Transkriptionsfaktoren YY1 und YY2

Mitarbeit: Malte Cremer, Philipp Deindl, David Drews, Victoria Hoene, Juliane Langer, Martin Klar, Barbara Mitko, Sandy von Salisch, Christin Staar, Oliver Winter.

Doktoranden und studentische Mitarbeiter: Jan-Philipp Albersmeier, Niels-Peter Becker, Iman Damrah, Anna Ehlen, Sarah Fleischer, Menen Mund, Judith Paetzold, Carolin Rau, Hannes Sallmon.

Kooperationspartner: Dr. M. Ballmaier (Klinik für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie, Medizinische Hochschule Hannover), Prof. Dr. F. Berger (Klinik für Kinderkardiologie, Charité, Deutsches Herzzentrum Berlin), Prof. Dr. A. Bräuer (Institut für Neuroanatomie, Charité), Prof. Dr. H.U. Bucher (Klinik für Neonatologie Universitätsspital Zürich), Prof. Dr. J. Bungert (Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Florida), PD Dr. Th. Cramer, Dr. Nadine Rohwer (Klinik für Innere Medizin m. S. Gastroenterologie, Charité), Prof. Dr. J. Fandrey (Institut für Physiologie, Universität Duisburg-Essen), PD Dr. M. Fischer (Abteilung für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie, Universität Köln), Prof. Dr. M. Gassmann (Institut für Physiologie, Vetsuisse, Universität Zürich), PD Dr. O. Hoffmann (Abteilung für Experimentelle Neurologie, Charité; St. Josephs Krankenhaus Potsdam), Prof. Dr. A. Kramer (Institut für Immunologie, Charité), Prof. Dr. H. Krude (Klinik für Allgemeine Pädiatrie, Charité), PD Dr. F. van Landeghem (Institut für Neuropathologie, Universität Bonn), Prof. Dr. H. Scholz (Institut für Physiologie, Charité), Prof. Dr. M.C. Sola (Division of Neonatology, Harvard Medical School, Boston), Prof. Dr. M. Yamamoto (Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Tohoku).

Drittmittelförderung: Clotten-Stiftung, Berliner Krebsgesellschaft e.V., Wilhelm-Sander Stiftung, Förderverein für frühgeborene Kinder in der Charité e.V., Sonnenfeld Stiftung.

Protektionsmöglichkeiten des unreifen Gehirns gegenüber O2-bedingten Schädigungen, Projektleitung: Dr. Stefanie Endesfelder

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit Schutz- und Schädigungsmechanismen im sich entwickelnden Gehirn und in der unreifen Lunge. Während dieser Wachstums- und Reifungsphase von Gehirn und Lunge sind deren Schutzmechanismen noch unterentwickelt, die Organe sind während dieser Phase besonders vulnerabel gegenüber unterschiedlichen Noxen. Neben hohen Sauerstoffpartialdrucken zählen dazu auch antikonvulsive Medikamente und Entzündungsmediatoren.

Eine erhöhte Sauerstoffkonzentration für 24-48 h reicht aus, um in der Lunge eine massive Infiltration und morphologische Schädigungszeichen auszulösen, während im neonatalen Gehirn vorherrschend apoptotischer Zelltod zu beobachten ist. Desweiteren führt die Sauerstofftoxizität zu einer Reduzierung der postnatalen Differenzierungs- und Proliferationskapazität reifender und reifer Neurone im Gyrus dentatus sowie und zu einer verzögerten Expression relevanter neuronaler Transkriptions- und Plastizitätsfaktoren. Ziel des Projekts ist die Charakterisierung der unterschiedlichen zugrundeliegenden molekularen Mechanismen und die Suche nach protektiven Substanzen, insbesondere solchen, die bereits als Medikamente für andere Indikationen zugelassen sind.
Mitarbeit: Evelyn Strauß, Ruth Herrmann, Hanan Makki, Cornelia Schiller, Julia Falk, Sophia Schilling, Thomas Schmitz, Till Scheuer, Christoph Bührer

Protection of immature brain and immature lung against oxygen-induced damage
Project management: Dr. Stefanie Endesfelder

Our study group specializes in protection and damage mechanisms in the developing brain and in the immature lung. During this phase of growth and maturation of the brain and lungs, their protective mechanisms are still underdeveloped, during which the organs are particularly vulnerable to different noxes. In addition to high oxygen partial pressures, these include anticonvulsive drugs and inflammatory mediators.
An increased oxygen concentration for 24-48 h is sufficient to induce a massive infiltration and morphological signs of damage in the lung, whereas predominantly apoptotic cell death is observed in the neonatal brain. Furthermore, the oxygen toxicity leads to a reduction in the postnatal differentiation and proliferative capacity of mature and mature neurons in the dentate gyrus as well as to a delayed expression of relevant neuronal transcription and plasticity factors. The generated data on molecular mechanisms will help us to identify drugs and active compounds as candidates for protection. For this purpose, we will test drugs that are already being used for other clinical indications in newborns and describe their protective effects.

Collaboration: Evelyn Strauss, Ruth Herrmann, Hanan Makki, Cornelia Schiller, Julia Falk, Sophia Schilling, Thomas Schmitz, Till Scheuer, Christoph Bührer

Eltern-Kind-Bindung auf der neonatologischen Intensivstation, Projektleitung: Dr. Lars Garten

Die Initialisierung einer guten Eltern-Kind-Beziehung in der Neonatalperiode stellt eine wichtige Determinante für die spätere dauerhafte Eltern-Kind-Bindung dar und beeinflusst dadurch nachhaltig und in bedeutendem Ausmaße die gesundheitliche und seelische Entwicklung von frühgeborenen Kindern. Die besonderen Bedingungen der neonatologischen Intensivmedizin erschweren vielen Eltern die Kontaktaufnahme zu ihrem Kind und beeinflussen das natürliche intuitive Elternverhalten. Gezielte Unterstützungsangebote sind erforderlich. Im Rahmen verschiedener Projekte werden z.B. das Besuchsverhalten von Eltern auf der neonatologischen Intensivstation, die besondere Rolle der Väter während des Aufenthaltes eines Frühgeborenen in der Neonatologie oder Möglichkeiten einer qualitativen Beurteilung von Eltern-Kind-Bindung auf der neonatologischen Intensivstation untersucht.

Mitarbeit: Ellika Maas, Rita Müller, Svenja Behrbohm, Lena Nazary

Förderung: "Deutsche Kinderhilfe e.V."

Palliativversorgung und Schmerztherapie bei Neugeborenen, Projektleitung: Dr. Lars Garten

Jährlich versterben in Deutschland ca. 4000 Kinder und Jugendliche bis zum 18. Lebensjahr. Ungefähr 60% dieser Todesfälle ereignen sich im 1. Lebensjahr, davon zwei Drittel innerhalb der ersten 4 Lebenswochen. Somit stellen Neugeborene mit einem Anteil von fast 40% die größte Gruppe innerhalb aller Todesfälle im Kindes- und Jugendalter dar. Im Rahmen verschiedener Projekte werden aktuell folgende Themen untersucht: (1) Prävalenz, Diagnoseverteilung und klinischer Verlauf von Neugeborenen mit lebenslimitierenden und –bedrohlichen Erkrankungen, (2) Belastungen für das Team im Rahmen einer Palliativversorgung auf pädiatrischen und neonatologischen Intensivstationen, (3) Sterben und Überlebensqualität bei Frühgeborenen an der Grenze derLebensfähigkeit und (4) Besondere Aspekte postnataler Palliativversorgung im Kreißsaal.

Mitarbeit: Andrea Danke, Susanna Glöckner, Lena Nazary, Sjourkje Ohlig

Modulation von VEGF und dessen Rezeptoren während des Ductusverschlusses, Projektleiterin: Dr. med. Petra Koehne

Der stärkste Kontraktionsstimulus für den Ductus arteriosus (DA) ist der postnatale Anstieg der Sauerstoffkonzentration. An die Phase des funktionellen Ductusverschlusses schließt sich der Gefäßumbau an, der im definitiven Verschluss des DA durch Ligamentation endet. In dieser Phase führt die lokale Hypoxie zur Ausschüttung von Wachstumsfaktoren wie VEGF (vascular endothelial growth factor). Bei sehr unreifen Frühgeborenen können beide Phasen des Ductusverschlusses gestört sein. Etwa ein Viertel dieser Kinder sind von einem persistierenden Ductus arteriosus (PDA) betroffen, der sich nach medikamentöser Intervention mit den COX-Inhibitoren Ibuprofen oder Indomethacin nur bei ca. 60% erfolgreich verschließt. An einem vergleichenden Endothelzellkulturmodell embryonaler Ratten aus dem DA, der Aorta und der LPA wird die Wirkung von Ibuprofen und Indomethacin auf die Expression von VEGF und dessen Rezeptoren in Hypoxie, Hyperoxie, sowie mit begleitender Entzündungsstimulation untersucht. Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass Ibuprofen im Gegensatz zu Indomethacin die VEGF-Expression am DA steigert. Des Weiteren sind die Regulation des VEGF durch den hypoxieinduzierbaren Faktor (HIF) und das Zusammenspiel mit dem Prostaglandinstoffwechsel Gegenstand der Untersuchungen. Folgende Methoden finden hierbei Anwendung: TaqMan-PCR, ELISA, Western blot, Immunhistochemie. Ziel des Projektes ist ein besseres Verständnis der molekularbiologischen Prozesse des Ductusverschlusses bei Frühgeborenen.

Mitarbeiter: Sandra Akanbi, Payman Barikbin, Hannes Sallmon, Sven Weber (DHZB)

Kooperation: Alexander Gratopp, Klinik für Allgemeine Pädiatrie

Untersuchung von COX-, VEGF- und P450-Polymorphismen bei sehr unreifen Frühgeborenen mit und ohne persistierenden Ductus arteriosus, Projektleitung: Dr. Petra Koehne

Postnatal kommt es im Rahmen der Kreislauf-Umstellung bei sehr unreifen Frühgeborenen < 1500g (VLBW) häufig zum verzögerten Verschluss des Ductus arteriosus, so dass bei etwa 30% dieser Kinder ein interventioneller Ductusverschluss erforderlich wird. Zunächst wird ein medikamentöser Verschluss mit Hilfe der nicht-selektiven COX-Hemmer Indomethacin und Ibuprofen (Metabolisierung in der Leber über das P450-Enzymsystem) angestrebt. Bei Therapieversagen und fehlgeschlagener Entwöhnung von der künstlichen Beatmung wird häufig eine chirurgische Ductusligatur erforderlich.

Unter der Annahme, dass eine Prädisposition für einen persistierenden Ductus bzw. ein fehlendes Ansprechen auf die pharmakologische Ductusintervention beispielsweise durch eine schnellere Metabolisierung von Ibuprofen und Indomethacin in Zusammenhang mit genetischen Veränderungen steht, werden in dieser Studie Polymorphismen der COX-2 (765G>C), VEGF- (405G>C) und P450-Gene (CYP2C8*3) durch DNA-Extraktion aus bereits vorliegenden Filterpapierkarten untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse könnten zu einem besseren Verständnis darüber führen, weshalb ca. 30-40% der Frühgeborenen mit persistierendem Ductus arteriosus (PDA) nicht auf eine medikamentöse Therapie ansprechen und somit zukünftig zu einer Verbesserung des klinischen Therapieschemas beitragen.

Mitarbeit: Stefanie Hort, Stefanie Endesfelder, Tünay Aydin, Tamara Klippstein, Christina Bode, Hannes Sallmon

Schädigung von primären Oligodendroglia durch Hyperoxie, Projektleiter: Dr. Thomas Schmitz

Oligodendroglia sind Zellen des Zentralen Nervensystems, die die Myelinisierung signalleitender Neurone gewährleisten. Ihre Entwicklung ist komplex und ist bei Frühgeborenen zum Zeitpunkt der Geburt noch nicht abgeschlossen. Dies führt zu einer erhöhten Vulnerabilität der Zellen gegenüber äußeren Einflüssen. Wir beschäftigen uns mit dem Einfluss, den Sauerstoff auf oligodendrogliäre Entwicklung hat. In in vitro Experimenten konnten wir bereits zeigen, dass Raumluft mit 21% O2 für Oligodendroglia eine Belastung im Sinne einer Hyperoxie darstellt, die zu einer verminderten Proliferation und Reifung der Zellen führt, was sich sowohl immunozytochemisch als auch in einer verminderten Genexpression oligodendrozyten spezifischer Gene zeigt. Niedrigere Sauerstoffgehalte resultieren dagegen in einer verbesserten zellulären und strukturellen Entwicklung der Oligodendroglia. Wir möchten künftig klären, welche Mechanismen dem zugrunde liegen und postulieren ein Modell in welchem oxidativer Stress auf der einen und eine Regulation von Transkriptionsfaktoren durch HIF-1α auf der anderen Seite eine Rolle spielen.

Mitarbeiter: Christina Brill, Till Scheuer, Stefanie Endesfelder, Christoph Bührer, Ruth Herrmann, Evelyn Strauss

Impairment of primary oligodendroglia through hyperoxia

Oligondendroglia are cells of the central nervous system accounting for the myelinisation of signal transducing cells. Their development is a complex process that is not terminated at birth, especially not in prematurely born infants. This leads to an increased vulnerability towards external impacts in these cells. We are concerning ourselves with the influence oxygen has on the oligodendroglial development. In in vitro experiments we showed that 21% O2 of room air pose a high oxygen challenge to oligodendroglia leading to decreased proliferation und maturation seen through immunocytochemistry as much as gene expression. Lower oxygen environments, however, result in highly complex and more sophisticated cell structures. We are now investigating the mechanisms that underlie these findings, suggesting a possible model in which oxidative stress on one side and regulations of transcription factors such as HIF-1α on the other side are important.

Team: Christina Brill, Till Scheuer, Stefanie Endesfelder, Christoph Bührer, Ruth Herrmann, Evelyn Strauss.

Veränderte Entwicklung von Nervenzellen des Kleinhirns durch Sauerstoff, Projektleiter: Dr. Thomas Schmitz

Sehr unreife Frühgeborene mit einem Geburtsgewicht unter 1500g haben ein erhöhtes Risiko für eine veränderte neurologische Entwicklung. Neben Veränderungen der Hirnrinde und der weißen Hirnbustanz spielt nach neueren Erkenntnissen auch eine veränderte Kleinhirnentwicklung eine wichtige Rolle. In der frühen Entwicklungsphase ist das Kleinhirn von Frühgeborenen besonders empfindlich für störende Umweltfaktoren. In unserer Studie soll der Einfluss von Sauerstoff-Toxizität auf die Entwicklung der unreifen Neurone des Kleinhirns im Rattenmodell analysiert werden. Es werden sechs Tage alte Ratten über 24h bis unter 80% O2 gehalten. In den immunhistologischen Ergebnissen reduziert Hyperoxie im Kleinhirn die Proliferation von (Pax6+) unreifen Neuronen der Kleinhirnrinde (externer granulärer Layer, EGL). Zelltod wurde in den Zellen nicht gefunden. Transkriptionsfaktoren für die Regulation der neuronalen Entwicklung werden durch Hyperoxie vermindert. Im jugendlichen Alter von 30 Tagen zeigten Ratten nach neonataler Hyperoxie eine reduzierte Größenentwicklung der Kleinhirne. Künftig sollen Reifungsdefizite und Veränderungen von Astrozyten mit potentiellem Einfluss auf die neuronale Entwicklung getestet werden.

Mitarbeiter: Till Scheuer, Yuliya Sharkovska, Stefanie Endesfelder, Christoph Bührer, Ruth Herrmann, Evelyn Strauss

Kooperationen: Victor Tarabykin, Institut für Neurobiologie, Charité Universitätsmedizin Berlin

Impaired development of neurons of the cerebellum caused by oxygen

Preterm infants of less than 1500g birth-weight often suffer from neurological maldevelopment. Due to recent research, brain injury after premature birth often includes impaired growth of the cerebellum. However, underlying causes are poorly understood. In this study, we will analyze whether postnatal hyperoxia perturbs neuronal development of the cerebellum. We are exposing newborn rats to 80% O2 for 24h from age day 6 to day 7, followed by recovery in room air until young adult ages. Numbers of proliferating immature neurons of the cerebellar cortex are markedly reduced after hyperoxia, while cell death is not changed. Transcription factors for the regulation of neuronal development are clearly altered by high oxygen. Moreover, postnatal growth of the cerebellum is reduced until juvenile ages after neonatal exposure to hyperoxia. In the future, we will investigate the role of astroglial changes caused by increased oxygen that might contribute to neuronal damage in the cerebellum.

Research team: Till Scheuer, Yuliya Sharkovska, Stefanie Endesfelder, Christoph Bührer, Ruth Herrmann, Evelyn Strauss

Collaboration: Victor Tarabykin, Institute of Neurobiology, Charité University Hospital Berlin

 

 

Systemische Entzündungen in der Perinatalperiode verändern das Kleinhirn, Projektleiter: Dr. Thomas Schmitz

Obwohl schwere Hirnschädigungen in der perinatalen Periode seltener werden, leiden ehemalige Frühgeborene oft bis ins Erwachsenenalter an neurologischen Einschränkungen und kognitiven Defiziten. Insbesondere das Kleinhirn befindet sich bei Frühgeborenen noch in einer hoch vulnerablen Entwicklungsphase und ist anfällig für Schädigungen. Eine bekannte Ursache für Hirnschäden von Frühgeborenen stellt perinatale Infektion dar. Wir untersuchen im Mausmodell den Einfluss postnataler Stimulation mit dem Entzündungsmediator Interleukin-1β auf die Entwicklung der weißen Substanz im Kleinhirn. Mäuse, die mit Interleukin-1β behandelt wurden hatten signifikant weniger proliferierende Oligodendroglia (Olig2+) ohne Veränderungen der Zelltodrate. Die Myelinisierung (MAG und MOG) ist im Alter von 10 Lebenstagen stark vermindert und es sind im Erwachsenenalter von 45 Lebenstagen strukturelle Defizite zu erkennen. Durch den inflammatorischen Stimulus kommt es außerdem zu einer massiven Proliferation von Mikroglia (Iba1+) mit höherer Aktivierung. Gegenstand aktueller und zukünftiger Forschung ist die langfristige Rolle der Mikroglia im inflammatorischen Prozess sowie Interaktionen zwischen Mikroglia und Oligodendroglia.

Mitarbeiter: Luisa Klein, Till Scheuer, Stefanie Endesfelder, Christoph Bührer, Ruth Herrmann, Evelyn Strauss

Kooperationen: Bobbi Fleiss (Centre for the Developing Brain, King’s College London, England), Pierre Gressens (PROTECT, INSERM, Université Paris Diderot, Frankreich)

Systemic inflammation in the perinatal period disrupts the cerebellar development

Nowadays, severe brain damage in the perinatal period occurs less frequently, yet many former premature infants are suffering from neurological limitations and cognitive deficits until adulthood. In particular, the cerebellum is in a highly vulnerable period of development and susceptible to impairments. A well-known cause of brain injuries in preterm infants is infection. We are investigating the influence of postnatal stimulation with the inflammatory cytokine interleukin-1β on the development of cerebellar white matter in a mouse model. Oligodendroglia (Olig2+) in mice treated with interleukin-1β are proliferating significantly less whilst not showing differences in apoptotic cell death. Myelinisation (MAG and MOG expression) is strongly reduced after 10 days of life and deficits of myelin can be seen at an adult age of 45 days of life. Furthermore, the inflammatory stimulus induces a massive proliferation of microglia (Iba1+) and microglial activation. Focus of current and future research is the role of microglia in the inflammatory process long-term as well as interactions between oligodendroglia and microglia.

Research team: Luisa Klein, Till Scheuer, Stefanie Endesfelder, Christoph Bührer, Ruth Herrmann, Evelyn Strauss

Collaboration: Bobbi Fleiss (Centre for the Developing Brain, King’s College London, England), Pierre Gressens (PROTECT, INSERM, Université Paris Diderot, France)