Neuroinflammatie als drijvende kracht voor axonale regeneratie in het visueel systeem van de volwassen muis: MMP2 als mogelijke modulator

In dit project zal axonale regeneratie bestudeerd worden in het retinofugale systeem, gebruik makende van het zogenaamde RONC model. Hierbij hebben we vier doelstellingen voor ogen: (1) Vooreerst zal een gedetailleerde studie uitgevoerd worden van de cellen en processen die betrokken zijn bij de inflammatoire respons en axonale regeneratie in dit model. Naast traditionele immunohistochemie, zal hiervoor ook in vivooptical coherence tomography (OCT) gebruikt worden. Voor de studie van axonale regeneratie zal bovendien drie-dimensionele beeldvorming geïmplementeerd worden via optical clearing en thin light-sheet microscopie van de oogzenuw. (2) Vervolgens, streven we ernaar moleculen en signaalwegen te identificeren, die inflammatie en axonale regeneratie linken, door middel van een vergelijkende kwantitatieve proteoomanalyse van de retina en oogzenuw. Hiermee willen we gericht en systematisch moleculen/signaalwegen identificeren die, via inflammatie, axonale regeneratie ondersteunen. (3a) Daarna – na een grondige bio-informatische verwerking en literatuurstudie – zullen maximum 2 geselecteerde moleculen (targets) gevalideerd worden via western blot, immunohistochemische kleuringen, en loss/gain-of-function strategieën. (3b) Het reeds geïdentificeerde molecule, MMP-2, zal eveneens gevalideerd worden. Het spatiotemporele patroon van MMP-2 expressie/activiteit zal bepaald worden via immunohistochemische (dubbel)kleuringen en zymografie. Daarnaast zal de voordelige functie van MMP-2 tijdens axonale regeneratie bevestigd worden met behulp van in vivo knockdown strategieën (RNAi, MMP-2 inhibitoren), MMP-2 overexpressie (AAV vectoren, recombinant MMP-2) en rescue experimenten (heterologe beenmergtransplantatie). De voorgestelde set van experimenten voor MMP-2 kan als voorbeeld beschouwd worden voor het validatietraject van andere targets. (4) Tenslotte willen we ook één van de nieuwe uitdagingen bij het induceren van axonale regeneratie aangaan, namelijk correcte axonale navigatie. Hierbij zullen we een aangepast RONC model met robuuste axonale regeneratie combineren met MMP-2 enerzijds, en/of met (één van) de nieuw geïdentificeerde moleculen anderzijds.