Neue Methode zur Visualisierung von cAMP-Signalen ermöglicht Einblicke in die Physiologie von Astrozyten

19. Februar 2025, von Website Team Biologie

Foto: Lohr

In zwei aktuellen Studien wurde die cAMP-Signalübertragung in Astrozyten des Riechkolbens (Bulbus olfactorius) von Mäusen untersucht, wobei der Fokus auf der Aktivierung durch Adenosin A₂A-Rezeptoren und Dopaminrezeptoren lag.

Die erste Studie von Wendlandt et al. (2023) analysierte die Rolle der Adenosin A₂A-Rezeptor-vermittelten cAMP-Signalgebung in Astrozyten des Riechkolbens während der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE), einem Mausmodell für Multiple Sklerose. In ihrer Masterarbeit fand Marina Wendlandt zusammen mit weiteren Mitarbeitern der Abteilung Neurophysiologie heraus, dass die Aktivierung von A₂A-Rezeptoren durch Adenosin zu einem Anstieg der cAMP-Konzentration in Astrozyten führt. Interessanterweise blieb diese cAMP-Signalübertragung auch während der akuten Phase der EAE unverändert, was darauf hindeutet, dass die adenosinvermittelte cAMP-Signalgebung in diesem Hirnareal trotz neuroinflammatorischer Bedingungen stabil bleibt.
In der zweiten Studie aus einer Bachelorarbeit von von Kalben et al. (2024) wurde untersucht, wie die Aktivierung von Dopaminrezeptoren die cAMP-Dynamik in Astrozyten des Riechkolbens beeinflusst. Durch den Einsatz des genetisch kodierten cAMP-Sensors Flamindo2 konnten die Forscher zeigen, dass die Anwendung von Dopamin zu einem transienten Anstieg der zytosolischen cAMP-Konzentration in diesen Astrozyten führt. Dies deutet darauf hin, dass Dopamin über seine Rezeptoren die cAMP-Signalwege in Astrozyten des Riechkolbens moduliert.

Methode des cAMP-Imaging: Beide Studien nutzten das cAMP-Imaging, um die intrazellulären cAMP-Konzentrationen in Echtzeit zu visualisieren. Hierbei wurde der genetisch kodierte cAMP-Sensor Flamindo2 über adeno-assoziierte Viren in Astrozyten exprimiert. Diese Sensoren ändern ihre Fluoreszenzintensität in Abhängigkeit von der cAMP-Konzentration, was es ermöglicht, dynamische Veränderungen des cAMP-Spiegels mittels Fluoreszenzmikroskopie zu beobachten. Diese Technik bietet wertvolle Einblicke in die zelluläre Signalübertragung und deren Modulation unter verschiedenen physiologischen und pathologischen Bedingungen.

Zusammenfassend zeigen diese Studien, dass sowohl Adenosin als auch Dopamin über ihre jeweiligen Rezeptoren die cAMP-Signalwege in Astrozyten des Riechkolbens aktivieren, wobei die adenosinvermittelte Signalgebung auch unter entzündlichen Bedingungen stabil bleibt.

Wendlandt et al. Front Immunol. 2023, 14:1273837. doi: 10.3389/fimmu.2023.1273837
von Kalben et al. Neurochem Int. 2024, 179:105828. doi: 10.1016/j.neuint.2024.105828.