Neurale Grundlagen der sensorischen Verarbeitung in Zecken

• Antragstellerin: Dr. Carola Staedele
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553030864

Zecken sind bedeutende Krankheitsüberträger, die erhebliche Bedrohungen für die Gesundheit von Mensch und Tier darstellen, indem sie zahlreiche Krankheitserreger wie Bakterien, Viren und Protozoen übertragen. Ihre Fähigkeit, Wirte zu finden, sich zu ernähren und sich in ihrer Umgebung zu orientieren, hängt eng mit ihren sensorischen Verarbeitungsfähigkeiten zusammen. Allerdings sind die neuronalen Mechanismen, die der sensorischen Verarbeitung bei diesen Ektoparasiten zugrunde liegen, kaum verstanden. Das aktuelle Projekt wird unser Verständnis der Chemosensation bei Zecken erheblich erweitern. Durch die Untersuchung der neuroanatomischen Grundlagen der sensorischen Verarbeitung im zentralen Nervensystem (Synganglion) der Schildzecke Ixodes ricinus, des Hauptüberträgers der Lyme-Borreliose und der Frühsommer-Meningoenzephalitis in Europa, wollen wir Licht auf die Mechanismen werfen, welche die sensorische Verarbeitung bei Zecken steuern. I. ricinus, mit seiner relativ großen Größe und den vorhandenen genomischen und transkriptomischen Ressourcen, bietet ein ideales Modell für anatomische Studien und ermöglicht, das Zecken Nervensystem und seine Rolle bei der Wirtsfindung und Krankheitsübertragung umfassend zu verstehen. Drei komplementäre Ziele werden verfolgt. Erstens wird ein umfassender, hochauflösender dreidimensionaler Atlas des Synganglions von erwachsenen männlichen und weiblichen I. ricinus mithilfe von Immunhistochemie in Kombination mit fortschrittlicher Konfokalmikroskopie erstellt. Dieser Atlas wird eine wichtige Ressource für die Erforschung des komplexen Nervensystems der Zecke sein und die Kartierung einzelner Neuronen in den standardisierten Neuropilen von männlichen und weiblichen Zecken ermöglichen. Zweitens werden wir die räumliche Verteilung und Organisation sensorischer Projektionen im Synganglion bestimmt, wobei der Fokus auf der Geruchs- und Geschmackswahrnehmung liegt – zwei kritische sensorische Modalitäten für das Überleben und die Fortpflanzung der Zecke. Axonale Projektionen aus den Vorderbeinen, die das multisensorische Hallersche Organ tragen, und den Mundwerkzeugen werden retrograd angefärbt, um ihre neuronalen Projektionen im Synganglion zu visualisieren. Zuletzt wird die neuronale Schaltkreisarchitektur des Ixodes-Riechsystems von sensorischen Eingängen bis zu den Ausgängen entschlüsselt. Lokale Interneuronen, modulatorische Neuronen und Projektionsneuronen, die im olfaktorischen Lobus und die darin enthaltenen Glomeruli verbunden sind, werden anhand ihrer neurochemischen Komposition identifiziert, wodurch die Grundlage für nachfolgende funktionelle Studien gelegt wird. Diese Studie wird unser Verständnis der Neuroanatomie von Zecken erheblich verbessern, mit weitreichenden Implikationen für die öffentliche Gesundheit und die Krankheitsökologie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen