Untersuchung zur Sensor- und Transmitterfunktion der Atemwegsbürstenzellen

Die Atemwege aller Säugetiere sind durch eine Epithelschicht bedeckt, welche aus mehr als 13 unterschiedlichen Zelltypen besteht. Während für die meisten dieser Zellentypen die Funktion seit langem bekannt ist, war diese für die Bürstenzelle unbekannt. Vor kurzem konnten wir zeigen, dass die Trachealbürstenzelle alle aus der Zunge bekannten Proteine zur Wahrnehmung von Bitterstoffen und den Neurotransmitter Acetylcholin (ACh) exprimiert. Zusätzlich konnte nachgewiesen werden, dass die Stimulation der Trachea mit Bitterstoffen zur Verlangsamung der Atmung führt. Aus unseren bisherigen Forschungsergebnissen ergibt sich die Hypothese, dass die Trachealbürstenzellen die chemische Zusammensetzung des Feuchtigkeitsfilms auf der Schleimhautoberfläche prüfen und beim Vorkommen schädlicher Substanzen Schutzreaktionen einleiten können. Folgende Fragestellungen sollen im Rahmen der Antragsperiode untersucht werden: 1) Welche Stimuli aktivieren die Bürstenzellen? 2) Sind Bürstenzellen Sensoren für eine bakterielle Besiedlung in den Atemwegen (beispielsweise durch die Wahrnehmung von quorum sensing molecules (QSM), die der Kommunikation zwischen Bakterien dienen, von Zuckerresten und Aminosäuren, oder von Restprodukten der Mukolyse)? 3) Werden sensorische Nervenfasern durch die Vermittlung von Bürstenzellen aktiviert? 4) Werden durch Neuropeptidfreisetzung aus sensorischen Nervenfasern auch Effekte in der Umgebung eingeleitet?