Dokument: Addressing the multifactorial risk-factors of Schizophrenia using combination of biophysical, biochemical, and societal approaches

Titel:	Addressing the multifactorial risk-factors of Schizophrenia using combination of biophysical, biochemical, and societal approaches
Weiterer Titel:	Die multifaktoriellen Risikofaktoren der Schizophrenie durch eine Kombination biophysikalischer, biochemischer und gesellschaftlicher Ansätze angehen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=73455
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20260707-141741-1
Kollektion:	Publikationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Habilitation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. rer. nat. habil Cukkemane, Abhishek [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 34,26 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 01.06.2026 / geändert 01.06.2026
Stichwörter:	Schizophrenia
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Schizophrenia is a profoundly complex and multifactorial disorder, which is best understood as a societal illness, shaped by the convergence of biological vulnerability, environmental and psychosocial elements, and systemic limitations within healthcare infrastructures. Therefore, I am of the opinion that addressing schizophrenia demands a holistic, multidisciplinary strategy that integrates insights from clinical psychiatry, molecular biology, and social work. In this thesis, in pursuit of my habilitation study, I employed for a dual, translational approach to tackling schizophrenia. The first dimension focused on the molecular (dys)function of the Disrupted-inSchizophrenia 1 (DISC1) protein, which is a key scaffold protein involved in neurodevelopment and cell proliferation and has been implicated in the disorder’s pathophysiology. Through a combination of biophysical and structural biology studies, I demonstrated how conformational heterogeneity, and structural instability may be the underlying reason for the C-region of DISC1 contributing to chronic mental illnesses (CMIs). Alongside, we have been successful in developing DISC1-binding peptides, which has the potential for both therapeutic targeting and detection. Parallelly, I sought the application of nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy-based metabolomics to uncover biochemical dysfunctions associated with schizophrenia. By profiling blood biomarkers and circadian disruptions, research studies herein provide insights into disrupted biochemical pathways, identify novel metabolic signatures for schizophrenia and sleep-related comorbidities, and diagnostic applications. Such molecular and metabolic insights provide a foundation for developing scalable, patient-specific treatment models aligned with the principles of precision psychiatry. Beyond laboratory research, I actively engaged with stakeholders including clinicians, patients’ families, diagnostic innovators, and pharmaceutical enterprises to understand the broader socio-medical landscape of the disorder. Qualitative analytics and natural language processing (NLP) of stakeholder perspectives underscore the emotional and operational challenges of managing CMIs, from social worker burnout to innovation bottlenecks. Based on which, I am of the opinion that a biopsychosocial model, advocating for patient-centred care strategies informed by diverse stakeholder insights and digital health integration. By combining clinical, molecular, and metabolomic science with societal and health sciences, this thesis provides a template for future evidence-based, scalable, and personalized diagnostic and therapeutic solutions. The research reflects a commitment to my engagement in higher education and translational science, offering fresh perspectives for the future of mental health care. Schizophrenie ist eine zutiefst komplexe und multifaktorielle Störung, die am besten als gesellschaftliche Erkrankung verstanden wird, geprägt durch das Zusammenwirken biologischer Vulnerabilität, umweltbedingter und psychosozialer Faktoren sowie systemischer Einschränkungen im Gesundheitswesen. Daher bin ich der Ansicht, dass die Behandlung von Schizophrenie eine ganzheitliche, multidisziplinäre Strategie erfordert, die Erkenntnisse aus der klinischen Psychiatrie, der Molekularbiologie und der Sozialarbeit integriert. In meiner Habilitationsarbeit habe ich einen zweigleisigen, translationalen Ansatz zur Erforschung der Schizophrenie verfolgt. Die erste Dimension konzentrierte sich auf die molekulare (Dys-)Funktion des Proteins Disrupted-inSchizophrenia 1 (DISC1), einem wichtigen Gerüstprotein, das an der neuronalen Entwicklung und Zellproliferation beteiligt ist und mit der Pathophysiologie der Erkrankung in Verbindung gebracht wird. Durch eine Kombination aus biophysikalischen und strukturbiologischen Studien konnte ich zeigen, wie Konformationsheterogenität und strukturelle Instabilität die Ursache dafür sein könnten, dass die C-Region von DISC1 zu chronischen psychischen Erkrankungen beiträgt. Parallel dazu haben wir erfolgreich DISC1-bindende Peptide entwickelt, die sowohl für die therapeutische Anwendung als auch für den Nachweis von Krankheitssymptomen geeignet sind. Ich habe außerdem die Anwendung der NMR-Spektroskopie-basierten Metabolomik untersucht, um biochemische Dysfunktionen im Zusammenhang mit Schizophrenie aufzudecken. Durch die Analyse von Blutbiomarkern und zirkadianen Rhythmusstörungen liefern die hier vorgestellten Forschungsarbeiten Einblicke in gestörte biochemische Stoffwechselwege, identifizieren neue metabolische Signaturen für Schizophrenie und schlafbezogene Komorbiditäten und ermöglichen diagnostische Anwendungen. Diese molekularen und metabolischen Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung skalierbarer, patientenspezifischer Behandlungsmodelle, die den Prinzipien der Präzisionspsychiatrie entsprechen. Über die Laborforschung hinaus habe ich aktiv mit verschiedenen Akteuren wie Klinikern, Patientenfamilien, Diagnostikentwicklern und Pharmaunternehmen zusammengearbeitet, um das breitere soziomedizinische Umfeld der Erkrankung zu verstehen. Qualitative Analysen und die Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP) der Perspektiven der Akteure unterstreichen die emotionalen und operativen Herausforderungen im Umgang mit komplexen psychischen Erkrankungen, von der Überlastung von Sozialarbeitern bis hin zu Innovationshemmnissen. Darauf aufbauend bin ich der Ansicht, dass ein biopsychosoziales Modell, das patientenzentrierte Versorgungsstrategien unter Einbeziehung verschiedener Erkenntnisse der Akteure und der Integration digitaler Gesundheitslösungen befürwortet, sinnvoll ist. Durch die Kombination von klinischer, molekularer und metabolomischer Wissenschaft mit gesellschaftlichen und gesundheitswissenschaftlichen Erkenntnissen bietet diese Arbeit eine Vorlage für zukünftige evidenzbasierte, skalierbare und personalisierte Diagnose- und Therapielösungen. Die Forschung spiegelt mein Engagement in der Hochschulbildung und der translationalen Wissenschaft wider und eröffnet neue Perspektiven für die Zukunft der psychischen Gesundheitsversorgung.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	07.07.2026
Dateien geändert am:	07.07.2026