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Projekt
Bürstenzell-neuronale Kommunikation im respiratorischen Trakt
Antragstellerin
Professorin Dr. Gabriela Krasteva-Christ
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564826411
Das Atemwegsepithel ist häufig Pathogenen, Allergenen und Schadstoffen ausgesetzt und ist die erste Barriere zur Außenwelt im respiratorischen Trakt. Aktuelle Studien, einschließlich unserer eigenen, haben gezeigt, dass spezialisierte, disseminierte chemosensorische Epithelzellen, die als Bürstenzellen bezeichnet werden, eine Schlüsselrolle bei der Erkennung von Bakterien und Parasiten spielen. In früheren Arbeiten haben wir nachgewiesen, dass tracheale Bürstenzellen eng mit sensorischen Nervenfasern assoziiert sind, was auf eine enge funktionelle Interaktion zwischen diesen Zelltypen hinweist. Die Aktivierung von Bürstenzellen lösen Schutzreaktionen wie die Steigerung der mukoziliären Clearance, Veränderungen der Atemfrequenz oder eine Induktion einer protektiven neurogenen Entzündung aus, was zu einer gesteigerten Überlebensrate bei Pneumonie führt. Dennoch bleiben die freigesetzten Moleküle, die für die Weiterleitung dieser sensorischen Signale an das Gehirn und das Immunsystem sowie für die Rückkopplung mit der Peripherie (Bürstenzellen, Immunzellen, etc.) essenziell sind, weitgehend unbekannt. Bürstenzellen synthetisieren und setzen bei ihrer Aktivierung, z. B. durch bakterielle Metaboliten, den Neurotransmitter Acetylcholin (ACh), Zytokine und Cysteinyl-Leukotriene frei, die sowohl die neuronale Aktivität als auch die Funktion von Immunzellen beeinflussen können. Die sich aufdrängende Rolle der Bürstenzell-Neuronen-Interaktion für das Primen der lokalen Umgebung erfordert daher eine umfassende Untersuchung. In dieser Studie möchten wir untersuchen, wie Bürstenzellen mit sensorischen Neuronen interagieren. Unsere Ziele sind es zu verstehen, wie diese Wechselwirkungen 1) zu Veränderungen in der Bürstenzellpopulation und -funktion, 2) zu Veränderungen der neuronalen Sensitivität und 3) der Mechanismen der Wirtsabwehr beitragen. Wir werden genetische Mausmodelle, Transkriptomanalysen, Bürstenzell-Neuronen-Kokulturen, Elektrophysiologie und Elektronenmikroskopie einsetzen, um die Kontakte zu charakterisieren sowie die Schlüsselmechanismen und -moleküle zu identifizieren, die die Kommunikation zwischen Bürstenzellen, Neuronen und Immunzellen steuern. Zusätzlich werden wir die in vivo Bildgebung und optogenetische Techniken nutzen, um die Beziehung zwischen Bürstenzellen der Atemwege und sensorischen Neuronen in vitro und ex vivo zu untersuchen. Wir erwarten, Signale, Signalübertragungsmoleküle und Mechanismen zu identifizieren, die an der gegenseitigen Kommunikation durch Zell-Zell-Interaktionen beteiligt sind. Dies wird unser Verständnis der Abhängigkeit zwischen seltenen Zelltypen im Epithelgewebe wie die Bürstenzellen und Neuronen gesunder und belasteter Atemwege und Lungen (z. B. bei bakterieller Pneumonie) erweitern.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
