Die Erzeugung sensorischer Neurone aus humanen ES/iPS Zellen: ein neuer Ansatz zur Erforschung der Wahrnehmung mechanischer Reize

• Antragstellerin: Dr. Katrin Schrenk-Siemens
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 363239741

Die Aufnahme und Weiterverarbeitung mechanischer Reize ist von grundlegender Bedeutung für unser tägliches Leben. Über den Tag hinweg erfahren wir eine Vielzahl taktiler Reize, die wir als angenehm oder auch hilfreich empfinden, um z.B. die Textur oder Oberflächenbeschaffenheit von Gegenständen wahrzunehmen. Daneben erfahren wir jedoch auch mechanische Stimuli, die schädigend oder schmerzhaft sein können, wie z.B. der Stich einer Nadel oder eines Dornes. Diese Art von Stimulus dientals Warnsignal und führt dazu, dass wir unser Verhalten ändern, um einer schmerzhaften oder potentiell verletzenden Situation aus dem Weg zu gehen.Obwohl bekannt ist, dass unterschiedliche sensorische Nervenzellen für die Aufnahme und Weiterverarbeitung verschiedener Qualitäten von mechanischen Reizen zuständig sind (Mechanorezeptoren für nicht schmerzhafte Reize wie etwa sachte Berührung und Schmerzrezeptoren für schmerzhafte Stimuli), ist man gerade erst dabei, die molekularen Mechanismen, die für die Mechanorezeption verantwortlich sind, zu identifizieren.Piezo2 ist ein erst kürzlich identifiziertes, sehr großes Transmembranprotein, das von verschiedenen sensorischen Neuronen exprimiert wird. Es ist verantwortlich für die Vermittlung nicht-schmerzhafter mechanischer Stimuli in Mechanorezeptoren von Säugern. Es ist jedoch nach wie vor unklar, ob Piezo2 auch verantwortlich ist für die Vermittlung schädigender mechanischer Reize im Zusammenhang mit der Wahrnehmung von Schmerz. Es ist ebenfalls noch nicht bekannt, wie Piezo2 mechanischeReize vermittelt, zB. welche zusätzlichen Proteine daran beteiligt sind.Unser Ziel ist es daher die Rolle von Piezo2 innerhalb des sensorischen Nervensystems genauer zu entschlüsseln unter Nutzung von Mechanorezeptoren und Schmerzrezeptoren, die aus humanen embryonalen Stammzellen generiert werden. Wir wollen zunächst die Frage beantworten, ob Piezo2 eine Rolle spielt bei der Vermittlung schädigender, schmerzhafter mechanischer Reize. Ausserdem beabsichtigen wir herauszufinden, welche zusätzlichen Proteine gemeinsam mit Piezo2 bei der Vermittlung, taktiler mechanischer Reize, eine Rolle spielen. Wir sind davon überzeugt, dass unser auf humanen Zellen basierendes Modelsystem, ein exzellentes Instrument darstellt, um diese Fragen zu beantworten, wodurch wir einerseits in der Lage sein werden, die grundlegenden Mechanismen, die innerhalb der sensorischen Signalverarbeitung eine Rolle spielen, besser zu verstehen, aberandererseits auch neue Ansätze finden können, zu intervenieren, wenn Schmerzwahrnehmung krankhaft wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen