Molekulare Mechanismen der Notch3-abhängigen Immunzellinfiltration, Entwicklung einer fibrogenen Nische und Nierenfibroseentstehung

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Rene Mertens
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung seit 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 178644716

Chronische Nierenerkrankungen betreffen etwa 10% der Bevölkerung und stellen aufgrund hoher Kosten und Chronizität eine große Belastung für das Gesundheitssystem dar. Bei der Mehrzahl der Betroffenen kommt es zu einem nicht reversiblen Rückgang der Nierenfunktion. Die Ursachen reichen von arterieller Hypertonie, Hyperglykämie bis hin zu Autoimmunerkrankungen. Es entwickelt sich eine progressive tubulointerstitielle Fibrose mit Verlust der Nierengewebsarchitektur und Verlust an Nephronen. Eine enge zeitliche und räumliche Assoziation der Nierenschäden mit der Zellinfiltration und einer "aktivierten" fibrogenen Nische ist nachweisbar. Unsere Arbeitsgruppe widmet sich den Rezeptoren der Notch-Familie als zentralen Regulatoren der Vorgänge. Mäuse mit einem genetischen Verlust des Notch3 Rezeptors sind vor experimentellen Nierenerkrankungen geschützt. Die Rolle des Notch3 Rezeptors für die zelluläre Antwort auf Gewebeschäden wird bei diesen Tieren durch eine schwächere Integrin-Aktivierung, eine geringere Leukozyteninfiltration in das Gewebe und fehlende Aktivierung des NF-B-Signalweges unterstrichen. Unsere Ergebnisse definieren zellspezifische Funktionen des Notch3 Rezeptors. Der Antrag widmet sich folgenden Fragen: (i) Inwieweit erfüllt der Notch3 Rezeptor spezifische Aufgaben bei der Leukozyten-Transmigration und der Aktivierung der fibrogenen Nische in Knochenmark-chimären Tieren? Sind β1-Integrin-Aktivierung und Notch3-Expression funktionell mit der Transmigration von Neutrophilen verknüpft? Die zellspezifische Rolle von Notch3 für die Nierenschädigung wird in chimären Tiermodellen geklärt. In diesen wird eine zellspezifische, intrazelluläre Rekonstitution der Notch3-Signale bei einem Notch3 knockout Hintergrund ermöglicht. Die Phänotypisierung der Tiere für die Entzündungsreaktion und Organfibrose wird nach Krankheitsinduktion durchgeführt. Die Bildung der fibrogenen Nische wird visualisiert und die Induktion eines partiellen epithelialen-zu-mesenchymalen Übergangs von tubulären Zellen untersucht. (ii) Warum wandern zirkulierende Notch3 knockout Immunzellen nicht in "entzündetes" Gewebe ein? Hierzu wird die Notch3-abhängige Interaktion von Immunzellen mit Adhärenz an Endothelzellen untersucht. (iii) Verbessert eine zellspezifische Blockade des Rezeptors Notch3 in tubulären Pax8-positiven oder Gli1-positiven Zellen den Verlauf der experimentellen Nierenerkrankung vergleichbar mit Rezeptor Notch3 knockout Tieren? Adeno-assoziierte Virus- sowie Lentivirus-vermittelte Interventionsstrategien sind geplant. Dabei soll ein zellspezifischer shRNA-vermittelter knockout des Notch3 Rezeptors erfolgen. Parallel wird ein Expressionssystem für lösliche Notch3 decoy Rezeptoren etabliert.Die Ergebnisse werden unser Verständnis zur Pathophysiologie chronischer Nierenerkrankungen mit dem Fokus auf ein Schlüsselrezeptormolekül vertiefen. Diese münden in Interventionsstrategien mit zellspezifischer Behandlung von Entzündungsreaktion als Organfibrose.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen