Charakterisierung der zellphysiologischen Wirkung von Olfaktorischen Rezeptoren in der Wundheilung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Olfaktorische Rezeptoren (ORs) sind G-Protein gekoppelte Rezeptoren, die mit über 400 Mitgliedern die größte Genfamilie im Menschen darstellen. Sie sind im olfaktorischen Epithel lokalisiert, wo Duftstoffe an sie binden und eine nachgeschaltete Signalkaskade induzieren. Mittlerweile ist gut belegt, dass ORs auch außerhalb des olfaktorischen Epithels in verschiedenen Geweben vorkommen. Ihre Expression erstreckt sich dabei über eine Vielzahl von physiologischen sowie pathophysiologisch veränderten Geweben. Im Jahr 2014 konnte die Expression mehrere ORs in der Haut nachgewiesen werden, wo die Aktivierung durch einen der Duftstoffe, Sandalore, zu einer Verbesserung der Wundheilung führte. Im vorliegenden Projekt sollten weitere ORs in humanen Hautzellen identifiziert und funktional charakterisiert werden, um das Verständnis der mannigfaltigen Einflüsse von ORs und ihren aktivierenden Duftstoffen auf Wundheilungsprozesse auszubauen. Denn vor allem chronische Wunden sind nicht zuletzt durch den demografischen Wandel ein immer größer werdendes Problem, welches das Gesundheitssystem vor enorme Herausforderungen stellt. Daher sind neue Therapien zur Behandlung chronischer Wunden dringend nötig. Insgesamt wurden über 40 Duftstoffe hinsichtlich ihrer zellviabilitätsfördernden Eigenschaften untersucht. Dabei zeigte sich, dass einige Duftstoffe, wie beispielsweise Troenan, dessen Duft an Liguster erinnert, die Zellviabilität v.a. in primären Keratinozyten steigern konnten, während andere Duftstoffe, die auch Verwendung in Pflege- und Reinigungsprodukten finden, die Zellviabilitäten signifikant senkten. Überdies konnte für verschiedene Duftstoffe eine Induktion des cAMP-Levels (cyclisches Adenosinmonophopsphat) in Keratinozyten gezeigt werden, einem sog. second messenger, der in viele Signalkaskaden involviert ist. Da verschiedene körpereigene Botenstoffe den Prozess der Wundheilung maßgeblich beeinflussen können, wurde zudem der Einfluss von Duftstoffen auf unterschiedliche Zytokine, wie IL-1α, IL-1β oder IL-6, analysiert. Es zeigte sich eine gesteigerte Expression von IL-1 und IL-6 unter Behandlung mit Troenan in HFF-Zellen, während die Expression in HaCaT-Zellen unverändert blieb bzw. sogar herunter reguliert wurde. Der Duftstoff Isovaleriansäure zeigte eine ähnliche Wirkung. Auch die Expression von Genen, die für Angiopoetine, also Proteine, die eine wichtige Rolle bei der Gefäßentwicklung spielen, kodieren (ANGPT1 und ANGPT2), konnte durch Duftstoffgabe modifiziert werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Auf dem 9ten German Pharm-Tox Summit (13.-15. März 2024, München) wurde ein Poster präsentiert („The impact of odorants as pharmaceutics“, Lea Weber, Victoria Brickau, Hanns Hatt, Hagen Sjard Bachmann)
Lea Weber, Victoria Brickau, Hanns Hatt & Hagen Sjard Bachmann
