FWF - LOGOS-TBI - Licht-kontrollierte organische Halbleiter-Implantate bei SHT

Das Schädel-Hirn-Trauma (SHT) bezeichnet eine Verletzung neuronaler Strukturen im Gehirn aufgrund von äußerer Krafteinwirkung. Die Beeinträchtigung der häufig sehr jungen SHT-Patienten im täglichen Leben stellt eine starke Belastung für die betroffene Person dar und führt zu hohen Kosten im Gesundheitswesen. In den vergangenen Jahren wurde die elektrische Stimulation von Nerven getestet, um verlorengegangene synaptische Verbindungen im Gehirn zu ersetzen und die Regeneration eines neuronalen Netzwerkes anzuregen. Derzeitige Methoden der Elektrostimulation benötigen jedoch eine umfassende Verkabelung oder eine genetische Modifikation im Gehirn. In diesem Projekt entwickeln wir ein grundlegend neues Konzept, um Nervenzellen mit lichtaktiven Halbleiterstrukturen (sog. Photocaps) zu stimulieren. Unsere Technologie ermöglicht es, das Wachstum von Zellfortsätzen zu induzieren um dadurch synaptische Verbindungen von Nervenzellen zu regenerieren. Dadurch werden neuronale Schaltkreise aufgebaut und das regenerative Potential der Neuronen verstärkt. Das hier vorgestellte Projekt stellt einen vielversprechenden Ansatz dar, therapeutische Strategien für traumatische Gehirnverletzungen zu entwickeln. Die Stimulierung mittels Licht stellt eine gering invasive, leicht zu handhabende und erfolgversprechende Methode dar. Photocaps werden aus biokompatiblen, organischen und handelsüblichen Farbpartikeln hergestellt und können in flexibler Form angefertigt werden. All diese Vorteile der vorgestellten Photocaps ebnen den Weg für eine innovative klinische Anwendung. Dieses Forschungsprojekt wird durch ein interdisziplinäres Team von WissenschafterInnen bearbeitet: Dr. Muammer Ücal (Neurotraumatologie, MUG), Drin. Susanne Scherübel und Drin. Karin Kornmüller (Biophysik, MUG) und Drin. Theresa Rienmüller (Health Care Engineering, TUG). Gemeinsam soll während der nächsten vier Jahre die Regenerationsfähigkeit von Neuronen nach einem SHT in Ratten untersucht werden, wobei molekularbiologische, elektrophysiologische und bildgebende Methoden sowie mathematische Modellbildung zum Einsatz kommen werden.