Forschungsschwerpunkte

Forschungsschwerpunkte (Stand 2012)

Förderung im Rahmen des DFG Schwerpunktes “Olfaction”, 2009-2012

Projekt „Characterization of the genetic basis of human olfactory variance” zusammen mit Prof. Dr. Hanns Hatt und Dr. Günter Gisselmann

Summary: The ability to detect individual odors is highly variable between individuals. For many chemicals, a high percentage of the human population is specifically anosmic. On an individual basis all humans are expected to have some of such specific anosmias. The reason underlying this individual variance is largely unknown.

In the last years, research on human genomics intensively focused on genetic variations between individuals. One of the main reasons for individuality is the occurrence of millions of single nucleotide polymorphisms (SNPs) making each genome unique. Recently, it was shown that SNPs in odorant receptor genes may be one of the general principles for partial anosmias.

In the proposed project, we plan to characterize the genetic basis of human variation in odor perception by analyzing SNP variations or copy number variations related to several well defined and frequent occurring anosmic phenotypes. The ultimate goal is to identify corresponding genes and the SNP patterns responsible for 'smeller' and 'non-smeller' alleles and use this information also for deorphanization receptors. Our knowledge about the genetic variation within the human population is still fragmentary, and present SNP databases cover naturally occurring SNPs only partially. Therefore, we additionally intend to analyze genetic variations of several selected odor receptor genes to gain profound insights into differences within the main worldwide human opulations.

The proposed project will elucidate the genetic basis of variations in human odor perception and moreover enhance or understanding about the mechanisms creating an individual 'unique smeller' in terms of odor sensitivity and rating.

Förderung durch die Roland-Ernst-Stiftung: 2010-2012

Plastizität im Bereich des Bulbus Olfaktorius

Die Plastizität des erwachsenen Gehirnes ist seit Jahren eines der spannendsten und umstrittensten Themen der Medizin. Das Wachstum des Gehirnes scheint mit dem Ende der Jugend nicht abgeschlossen zu sein, sondern durch synaptische Verknüpfungen ist auch im adulten Hirn eine gewisse Plastizität ermöglicht. In neuerer Zeit konnten bei Erwachsenen sogar eine Dichtezunahme der grauen Substanz bzw. eine Volumenzunahme in der Region des im Hippocampus nachgewiesen werden. Dies legt das Wachstum neuer Zellen bzw. eine Umorganisation des Hippocampusregelkreises nahe - eine Vermutung, die noch vor 20 Jahren undenkbar gewesen wäre. Eine solche Plastizität ermöglicht gerade nach Verletzungen des Gehirnes, wie dem Schlaganfall, die Regeneration. Während sich die Forschung der letzten Jahre im Gebiet der Plastizität hauptsächlich auf den Hippocampus als „Gedächtnis“-Struktur konzentriert hat, möchten wir uns nun erstmalig dem Bulbus Olfaktorius (BO), der ersten zentralen Schaltstelle des Geruchssinnes, zuwenden. Wir möchten also die Plastizität des Hirnes an einer sensorisch hoch bedeutsamen Struktur untersuchen.

Der BO ist im Zusammenhang mit Plastizität besonders interessant: er erhält seine Informationen durch synpatische Verschaltungen mit den Riechzellen der Riechschleimhaut in der Nase. Diese Riechzellen erneuern sich etwa alle 1-4 Monate. Damit ist das olfaktorische System eine der wenigen Regionen, in der regelmäßig im adulten Nervensystem neue Zellen ausdifferenzieren. Das Riechsystem ist ein evolutionär sehr altes und bedeutsames System, was vor allem für die Prozesse der Nahrungsaufnahme und Fortpflanzung, aber auch der sozialen Kommunikation sehr bedeutsam ist[5]. Dementsprechend ist ein Verlust des Riechvermögens häufig mit sozialen Einschränkungen bis zu depressiven Erkrankungen verbunden.

Durch die regelmäßige Regeneration des Riechepithels ist die Remissionsrate bei Erkrankungen des Riechsystems vergleichsweise hoch verglichen mit anderen sensorischen Systemen. Es ist jedoch nicht genau bekannt, ob bei einer Verbesserung der Symptomatik auch die zentrale Struktur des BO eine morphologische Veränderung, im Sinne der Plastizität, erfährt. Das Forschungsziel ist, die Plastizität des Bulbus Olfaktorius während und nach Erkrankung des Riechsystems zu untersuchen.

Trigeminale Funktion bei Anosmie
Wer seinen Geruchssinn verliert, büßt auch einen Teil seiner trigeminalen Empfindlichkeit ein, wahrscheinlich wegen der gestörten Wechselwirkungen zwischen den chemosensorischen Sinneskanälen.

Therapie von Riechstörungen
Etwa 5% der Bevölkerung können nicht riechen. Hauptursachen sind Unfälle, Infekte oder chronische Entzündungen. Weil therapeutische Verfahren kaum zur Verfügung stehen, untersuchen wir im Rahmen entsprechender Studien verschiedene Ansätze zur Therapie von Riechstörungen (z.B. Therapieversuche mit Pentoxifyllin; Riechtraining).

Riechen bei M. Parkinson
Riechstörungen sind ein Frühsymptom bei M. Parkinson

außerdem:
Untersuchungen des menschlichen Riechvermögens, z.B. durch Prüfung mit den sog. Riechstiften ("Sniffin' Sticks"), durch Ableitung von olfaktorisch evozierten Potentialen oder durch Ableitung von peripheren Signalen von der Riechschleimhaut