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Projekt
Einzelzell-Phänotypisierung der multizellulären Dynamik im DRG während der Schmerzauflösung
Antragsteller
Professor Dr. Robert Blum; Professor Dr. Alexander Brack
Fachliche Zuordnung
Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie
Anästhesiologie
Anästhesiologie
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426503586
Das Ziel dieses Projektes ist es molekulare und zelluläre Phänotypen und Mechanismen der natürlichen Schmerzrückbildung zu identifizieren. In der ersten Förderperiode haben wir bei beiden Geschlechtern der Ratte die chronische Ligatur des Ischiasnervs eingesetzt, um Schmerzrückbildung zu modellieren. Unsere Daten zeigen verletzungsbedingte und rückbildungsspezifische Phänotypen, die multizellulär, multifaktoriell und Sex-spezifisch sind. Am auffälligsten war die Identifizierung eines Makrophagensubtyps, der verletzungsassoziiert die Satellitengliazellen (SGC) von der Grenze zum sensorischen Neuron verdrängte. Im Rahmen der Schmerzrückbildung, verließ dieser Makrophagen-Zelltyp wiederum die Grenzfläche zwischen Neuron und SGC. Unsere Hypothese ist, dass sich spezifische Phänotypen lokaler Makrophagen und SGC während der Schmerzrückbildung entwickeln. Des Weiteren gehen wir davon aus, dass es in diesem spezifischen Zusammenhang eine biologische Verbindung zwischen den Monozyten/Makrophagen im Blut von Ratten und auch bei Patienten geben muss. In unserem Arbeitsprogramm bauen wir auf unseren bereits existierenden RNA-Seq Daten auf, um die Makrophagenphänotypen an der Grenzflache zu den Neuronen mit Immunfluoreszenzfärbungen besser definieren zu können. Zudem möchten wir den zellulären Ursprung von Signalmediatoren aufklären, die während der Schmerzrückbildung reguliert sind (RNAscope). Als nächstes möchten wir eine Strategie entwickeln, um die lokalen SGC und Makrophagen des DRG, während der Schmerzrückbildung in beiden Geschlechtern, isolieren zu können. Die Zellen sollen dann mit Hilfe von Durchflusszytometrie und nachfolgender Kleinmengen- und Einzelzell-RNA-Seq kategorisiert werden. Veränderungen in Makrophagenclustern (oder Trajektorien) unterstützen uns dann bei der fokussierten Untersuchung von Monozyten/Makrophagen im Blut der Rattenmodelle und im Blut von Patienten mit chronischem regionalen Schmerzsyndrom (CRPS), mit und ohne Schmerzrückbildung. Die komplexen Datensätze (multiparametrisch, Durchflusszytometrie, Biobilder, RNA-seq) sollen dann analysiert und integriert werden. Um die Dynamik der Makrophagen untersuchen zu können, werden wir Neuronen/SGC-Einheiten in 3D, in biokompatiblen, druckbaren Gerüststrukturen kultivieren. Wir wollen untersuchen, wie Makrophagen in den Neuronen/SGC-Zwischenraum einwandern. Sollte dies gelingen, hätten wir die Chance auf einer kausalen Ebene untersuchen zu können, wie Neuron/SGC-Einheiten Makrophagen anlocken und wie neuronale Erregbarkeit und Signalmediatoren (z.B. Ccl2, Csf1) diesen biologischen Prozess koordinieren. Wie erwarten, dass wir spezifische biologische Prozesse und Signalkontrollpunkte finden, die zur Schmerzrückbildung beitragen.
DFG-Verfahren
Klinische Forschungsgruppen
