Dr. Christopher Fell
MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH, Dezember 2023
Die Jury „Researcher of the Month” verleiht die Auszeichnung für diesen Monat Herr Dr. Fell. aus Anlass der im Top-Journal „EMBO Molecular Medicine“ (IF 12) erschienenen Arbeit „FIBCD1 is an endocytic GAG receptor associated with a novel neurodevelopmental disorder“. [4]. Die extrazelluläre Matrix (EZM) ist jenes Gewebe im Gehirn, welches die Zellen geflechtartig umgibt und die Hirnfunktion in der jeweiligen Region mitbestimmt. Sie macht rund ein Fünftel des Gehirnvolumens aus, gibt den Gehirnzellen Stabilität und ermöglicht es unter anderem, Gedächtnisinhalte langfristig zu speichern. Bisher wurden erst wenige zelluläre Rezeptoren für die EZM-Signalübertragung identifiziert, und ohne Verbindung zu einer angeborenen neurologischen Erkrankung. Wissenschafter:innen der Gruppe von Vanja Nagy am Ludwig Boltzmann Institute for Rare and Undiagnosed Diseases (LBI-RUD), dem CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der ÖAW sowie der Medizinischen Universität Wien (MedUni Wien) sowie der Gruppe von Josef Penninger an der University of British Columbia und am Institut für Molekulare Biotechnologie der ÖAW (IMBA), konnten nun erstmals FIBCD1 als einen Rezeptor für einen der Zuckerbestandteile der EZM identifizieren und mit einer seltenen genetischen, neurologischen Erkrankung in Verbindung setzen.
Patient:innen mit neurologischen Störungen mit mutiertem FIBCD1
Die Erstautor:innen Christopher Fell (LBI-RUD und CeMM) und Astrid Hagelkruys (IMBA) konnten in einem ersten Schritt mit Hilfe von Knock-down Fliegen- und Knock-out-Mausmodellen sowie einer Reihe von in-silico und in-vitro-Versuchen zeigen, dass FIBCD1 ein Rezeptor für bestimmte Komponenten der EZM im Gehirn ist. Ihre Untersuchungen bestätigen, dass das Fehlen von FIBCD1 zu Störungen des Nervensystems führt, die sich auf das Verhalten und zelluläre Dysfunktionen in den Tiermodellen auswirken. „Daraus konnten wir schließen, dass Abweichungen in FIBCD1 auch bei Menschen neurologische Störungen hervorrufen könnten“, so die Erstautor:innen. Dies legen auch die Daten zweier Patient:innen, Kinder aus den USA und China nahe, für die vor der Charakterisierung von FIBCD1 im Gehirn keinerlei Diagnose erstellt werden konnte. Sie leiden unter schwerwiegenden neurologischen Symptomen, die in erster Linie ihr zentrales Nervensystem betreffen: Autismus-Spektrum-Syndrom und Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS), verzögerte Entwicklungsschritte, Sprachstörungen und strukturelle Hirnanomalien. Bei beiden Kindern konnten FIBCD1 Mutationen festgestellt und damit ein wichtiger diagnostischer Meilenstein gesetzt werden.
Intensive Zusammenarbeit zur Erforschung Seltener Erkrankungen
Die Studie stellt einen enormen wissenschaftlichen Meilenstein dar – in vielerlei Hinsicht: Zum einen konnte mit der Identifikation und Charakterisierung von FIBCD1 im Gehirn ein wichtiger Beitrag zum Verständnis über die EZM geleistet werden. Zum anderen zeigt sie beispielhaft die enorme Kooperation, die es zur Erforschung seltener Erkrankungen braucht: Insgesamt 29 Expertinnen und Experten aus 24 Institutionen in 7 verschiedenen Ländern der Welt arbeiteten zusammen, um ein neues Gen - FIBCD1 - zu identifizieren, das sehr wahrscheinlich für neurologische Entwicklungssymptome bei zwei nicht verwandten Patient:innen aus verschiedenen Kontinenten verantwortlich ist.
Die Studie „FIBCD1 is an endocytic GAG receptor associated with a novel neurodevelopmental disorder“ erschien in der Zeitschrift EMBO Molecular Medicine am 2. August 2022, DOI: 10.15252/emmm.202215829
Zur Person
Dr. Fell studierte von 2017 bis 2022 Molekular Medizin an der Ludwig Boltzmann Institute for Rare and Undiagnosed Diseases, CeMM Research Centre for Molecular Medicine und Medizinischen Universität Wien. Im 2018, erheilt er ein DOC-Stipiendum der ÖAW. Seit Juni 2023 arbeitet Dr. Fell als Postdoc im AbuGoot-Labor am MIT, USA.
Ausgewählte Literatur
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Fell CW, Nagy V (2021) Cellular models and high‐throughput screening for genetic causality of intellectual disability. Trends Mol Med 27: 220–230
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Moeller JB, Leonardi I, Schlosser A, Flamar AL, Bessman NJ, Putzel GG, Thomsen T, Hammond M, Jepsen CS, Skjodt K et al (2019) Modulation of the fungal mycobiome is regulated by the chitin‐binding receptor FIBCD1. J Exp Med 216: 2689–2700
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Schlosser A, Thomsen T, Moeller JB, Nielsen O, Tornoe I, Mollenhauer J, Moestrup SK, Holmskov U (2009) Characterization of FIBCD1 as an acetyl group‐binding receptor that binds chitin. J Immunol 183: 3800–3809
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Thomsen T, Schlosser A, Holmskov U, Sorensen GL (2011) Ficolins and FIBCD1: soluble and membrane bound pattern recognition molecules with acetyl group selectivity. Mol Immunol 48: 369–381