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25. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Audiologie

Deutsche Gesellschaft für Audiologie e. V.

01.03. - 03.03.2023, Köln

Die Rolle von Kalzium-bindenden Proteine bei der Funktion der Haarzellsynapse: der Krankheitsmechanismus der vererbten Schwerhörigkeit DFNB93

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Nicola Strenzke - Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen, DE
  • David Oestreicher - Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen, DE
  • Shashank Chepurwar - Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen, DE
  • Tina Pangrsic - Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen, DE

Deutsche Gesellschaft für Audiologie e.V.. 25. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Audiologie. Köln, 01.-03.03.2023. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2023. Doc083

doi: 10.3205/23dga083, urn:nbn:de:0183-23dga0831

Veröffentlicht: 1. März 2023

© 2023 Strenzke et al.
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Gliederung

Text

Die inneren Haarzellen der Cochlea sind darauf spezialisiert, zeitlich präzise und kontinuierlich Schall zu kodieren. Dafür nutzen sie eine spezialisierte synaptische Struktur, die Bandsynapse. Bei Aktivierung der Haarzelle öffnen sich spannungs- und Kalzium-abhängige synaptische Kalziumkanäle vom Typ Cav1.3. Der daraus resultierende Kalziumeinstrom triggert die Freisetzung einer großen Zahl glutamatgefüllter Vesikel. Die Kalzium-bindenden Proteine CaBP1 und CaBP2 regulieren diesen Kalziumstrom, indem sie eine frühe Inaktivierung der Cav1.3-Kanäle verhindern. Das Fehlen von CaBP2 beim Menschen führt es zur autosomal rezessiv vererbten angeborenen Schwerhörigkeit DFNB93. Wir haben in dieser Arbeit durch eine umfassende Charakterisierung von CaBP2-Knockout- und CaBP1/2 Doppel-Knockout-Mäusen den Krankheitsmechanismus von DFNB93 erforscht. In der CaBP2-Knockout-Maus kommt es zu einer vermehrten Inaktivierung der synaptischen Kalziumströme und leichten Reduktion der anhaltenden Exozytose und Hörnervaktivierung, die mit einer drastischen altersabhängigen Reduktion der Amplituden der BERA einhergeht [1]. Bei einem zusätzlichen Knockout-von CaBP1 sind all diese Effekte deutlich stärker: Die BERA fehlt und Einzelfaserableitungen aus dem Nucleus Cochlearis und Hörnerv zeigen nur noch sehr vereinzelte Reaktionen auf akustische Reize. Diese sind stark abhängig von der Erholungszeit zwischen zwei Stimuli und zeigen eine vermehrte Adaptation im Zeitverlauf des Stimulus. Insgesamt zeigen die Daten, dass DFNB93 durch eine Funktionsstörung der Bandsynapse der inneren Haarzelle verursacht wird, welche insbesondere die Kodierung von anhaltenden und repetitiven Schallreizen beeinträchtigt. Der Phänotyp des Mausmodells ähnelt den Modellen für DFNB9 (Otoferlin-Defizienz), wo ebenfalls der kontinuierliche Vesikelumsatz an der Haarzellsynapase beeinträchtigt ist [2], [3]. Bei betroffenen Patienten mit Restgehör wäre eine pathologische Hörermüdung zu erwarten. Gegebenenfalls dürften Patienten eher wenig von einer Schallverstärkung durch Hörgeräte profitieren, dafür umso mehr von einer Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses.


Literatur

1.
Picher MM, Gehrt A, Meese S, Ivanovic A, Predoehl F, Jung S, Schrauwen I, Dragonetti AG, Colombo R, Van Camp G, Strenzke N, Moser T. Ca2+-binding protein 2 inhibits Ca2+-channel inactivation in mouse inner hair cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Feb 28;114(9):E1717–E1726. DOI: 10.1073/pnas.1617533114 Externer Link
2.
Pangrsic T, Lasarow L, Reuter K, Takago H, Schwander M, Riedel D, Frank T, Tarantino LM, Bailey JS, Strenzke N, Brose N, Müller U, Reisinger E, Moser T. Hearing requires otoferlin-dependent efficient replenishment of synaptic vesicles in hair cells. Nat Neurosci. 2010 Jul;13(7):869–76. DOI: 10.1038/nn.2578 Externer Link
3.
Strenzke N, Chakrabarti R, Al-Moyed H, Müller A, Hoch G, Pangrsic T, Yamanbaeva G, Lenz C, Pan KT, Auge E, Geiss-Friedlander R, Urlaub H, Brose N, Wichmann C, Reisinger E. Hair cell synaptic dysfunction, auditory fatigue and thermal sensitivity in otoferlin Ile515Thr mutants. EMBO J. 2016 Dec 1;35(23):2519–35. DOI: 10.15252/embj.201694564 Externer Link