Projektbeschreibung
Innovative diagnostisch-therapeutische Behandlung bei Erkrankungen des Nervensystems
Epilepsie ist eine schwere chronische Hirnerkrankung, bei der es zu intermittierenden Anfällen kommt. Implantierte Technologie mit geschlossenem Kreislauf bietet das Potenzial, Anfälle bei wirkstoffresistenten Patientinnen und Patienten zu reduzieren. Doch diese Technologie ist nur beschränkt wirksam und erfordert, dass Geräte aus anorganischen Materialien in das Gehirn implantiert werden müssen. Das EU-finanzierte Projekt PRIME will „lebendige Hirnimplantate“ konstruieren, die Fragmentmoleküle von transfer-RNA (tRNA) erkennen können, noch bevor ein Anfall auftritt. Diese sollen so programmiert werden, dass sie dann eine anfallsunterdrückende Behandlung auslösen. Dazu werden menschliche Zellen biotechnologisch so verändert, dass sie das tRNA-Fragment erkennen und vorbeugend therapeutische Moleküle freisetzen. Diese revolutionäre diagnostisch-therapeutische Lösung von PRIME kann ebenfalls bei anderen Erkrankungen des Nervensystems zum Einsatz kommen.
Ziel
There remain urgent and unmet needs for the treatment of neurological diseases. Epilepsy is a serious, chronic brain disease characterized by recurrent seizures. Closed-loop, implanted devices offer ways to reduce seizures in drug-resistant patients but their efficacy is poor and they interrupt seizures only after they begin. PRIME capitalizes on a breakthrough discovery that transfer RNA (tRNA) fragments, a novel class of noncoding RNA, increase in patients in advance of when a seizure occurs. We propose to engineer human cells to respond to tRNA fragment elevations as the trigger for pre-emptive release of glial-derived neurotrophic factor (GDNF), a seizure-suppressing and disease-modifying treatment. Artificial Intelligence (AI) algorithms will be used to integrate OR or AND logic gate functions in the switching process, depending on the quantity and type of tRNA fragments and timing of their release in a given epileptic network and a second, fail-safe calcium-dependent pathway will allow GDNF release in the event of a breakthrough seizure. This enables a precise level of personalization in the design of the bio-computing cells, which will be encapsulated into a membrane device within the microenvironment scaffold, enabling the engineered cells to co-exist with natural brain tissue. Validation of the bio-computing cells will be tested in both in vitro microfluidic organ-on-a-chip as well as in vivo tests for effects on spontaneous seizures in rodents with epilepsy. PRIMEs results will provide a transformational diagnostic-therapeutic treatment for epilepsy and other neurological diseases that feature disrupted neuronal network function.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
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X91 K0EK Waterford
Irland