Die Bedeutung von Brevikan für die Funktion der Cochlea und den Hörsinn: Interaktion mit Haarsinneszellen und Knochen

• Antragstellerin: Dr. Mandy Sonntag
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462309424

Das zentrale Nervensystem (ZNS) besteht aus Neuronen, Gliazellen und extrazellulärer Matrix. Diese setzt sich aus spezifischen Makromolekülen zusammen, die den Extrazellularraum ausfüllen und bis zu 20% des Hirnvolumens bildet. Es ist davon auszugehen, dass die extrazelluläre Matrix eine wichtige Rolle für die Organisation und Funktion des ZNS spielt. Perineuronale Netze sind eine spezifische Form der extrazellulären Matrix und bestehen vorrangig aus Chondroitin-sulfatierten Proteoglykanen. Sie ummanteln Zellkörper, proximale Dendriten und Axoninitialsegmente spezifischer Neurone. Perineuronale Netze werden mit vielen Funktionen in Verbindung gebracht. Sie spielen unter anderem eine Rolle bei der Neuroprotektion, reduzieren die synaptische Plastizität während der Entwicklung und beeinflussen die synaptische Übertragung und neuronale Aktivität. Brevikan ist eines der Hauptproteoglykane im perineuronalen Netz und spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung schneller Signalübertragung an synaptischen Endigungen im auditorischen Hirnstamm. Brevikan wird außerdem in der Cochlea exprimiert und bildet dort ein extrazelluläres „Körbchen“ an der Basis der inneren Haarsinneszelle, welches wahrscheinlich das periphere Äquivalent zu den perineuronalen Netzen im ZNS ist. Eine überraschende Entdeckung war jedoch, dass Brevikan in der Cochlea auch an knöchernen Strukturen (einschließlich otische Kapsel und knöcherne Spirallamina) vorkommt. Die Funktion des Knochen-assoziierten Brevikans ist unbekannt. Das Ziel dieser Studie ist es die Rolle von Brevikan in der Cochlea zu untersuchen und herauszufinden, warum Brevikan sowohl an inneren Haarsinneszellen als auch an knöchernen Strukturen vorkommt. Durch die Kombination immunohistochemischer, biochemischer, molekularbiologischer und physiologischer Methoden, hochauflösender Mikroskopiertechniken sowie bildgebender Verfahren werden sowohl strukturelle und molekulare Eigenschaften als auch physiologische und funktionelle Aspekte untersucht. Diese bilden eine wichtige Grundlage, um zu verstehen, welche Rolle Brevikan für die Funktion der Cochlea und vor allem für den Hörsinn spielt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen