Die Rolle der Zusammensetzung der Zellmembran auf die mechanoelektrische Transduktion und Adaptation im Innenohr von Mamalia

• Antragsteller: Dr. Thomas Effertz, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263028567

Schwerhörigkeit ist die verbreitetste Form einer Sinnesstörung beim Menschen. Etwa 360 Millionen Menschen, was etwa 5% der Weltbevölkerung entspricht, leiden unter behindernder Schwerhörigkeit, weitere 300 Millionen leiden unter verschiedenen Schweregraden der Schwerhörigkeit. Das Verständnis über die Weiterleitung und Wahrnehmung akustischer Signale ist daher von Wichtigkeit. Der Prozess des Hörens ist auf direkt mechanisch öffnende, mechanoelektrische Transduktionskanäle (MET-Kanäle) angewiesen. Wie genau diese MET-Kanäle mechanische Reize in elektrische Signale umsetzen ist noch unklar. Ebenso ist die Identität dieses MET-Kanales, auch nach 30 Jahren intensiver Suche, weiterhin unbekannt. Was wir allerdings wissen ist das sowohl altersbedingte Schwerhörigkeit sowie lärmbedingte Schwerhörigkeit die mechanoelektrische Tansduktionsmaschinerie schädigen. Zu ergründen wie diese Maschinerie funktioniert und welche Faktoren sie widerstandsfähiger/anfälliger für schädigende Einflüsse machen ist daher wichtig. Zu diesem Zeitpunkt wissen wir nur wenig über die inneren Abläufe der Maschinerie, z.B. wissen wir nicht, wie Kräfte an den MET-Kanal weitergeleitet werden und selbst verstanden geglaubte Prozesse (basierend auf Daten von niederen Wirbeltieren) erweisen sich als nicht übertragbar auf Säugetiere. Uns ist es zum Beispiel gelungen zu zeigen, dass der Adaptationsprozess (der wichtig für unser empfindliches Hören ist) bei Säugetieren nicht von Ca2+ angetrieben wird, wie es bei niederen Wirbeltieren der Fall ist. Dies hat uns dazu veranlasst auch andere Prozesse in Frage zu stellen. Einer dieser Prozesse ist die Weiterleitung von Kräften durch eine Kette von Proteinen zum MET-Kanal. Anstelle einer Proteinkette nehmen wir an, dass der MET-Kanal der Säugetiere, ebenso wie andere Kanäle, von den ihn umgebenden Lipiden der Zellmembran beeinflusst wird. Dieses Zusammenspiel könnte das Öffnen des Kanals oder dessen Adaptation beeinflussen. Darüber hinaus können wir uns auch vorstellen, dass die mechanischen Eigenschaften der Zellmembran (Viskosität, Steifheit etc.) als mechanischer Filter wirken. Wir werden diese Annahmen dahingehend testen, dass wir die Konzentration bestimmter Lipide in der Zellmembran erhöhen/verringern und die Effekte auf den MET-Strom untersuchen. Darüber hinaus werden wir ebenso die Effekte von Cholesterin, Pharmazeutika und Giften untersuchen, von denen bekannt ist, dass sie andere MET-Kanäle beeinflussen. Unser Ziel, nach dem Ende des vorgeschlagenen Projektes, ist es über eine Liste von Lipiden zu verfügen, die essentiell für die Funktion des MET-Kanals sind. Darüber hinaus wollen wir auch den Einfluss von Lipiden auf die mechanische Weiterleitung von Kräften zum MET-Kanal und dessen Adaptation aufklären. Dies könnte neue Möglichkeiten eröffnen für Behandlungs- oder Vorsorgemethoden, da Manipulationen der Zellmembran die MET-maschinerie schützen könnten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Anthony Ricci, Ph.D.