Funktionelle Analyse der LOXL1-Genpolymorphismen in der Pathogenese des Pseudoexfoliations-Syndroms/Glaukoms

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ursula Schlötzer-Schrehardt
• Fachliche Zuordnung: Augenheilkunde ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 226809164

Das Pseudoexfoliations(PEX)-Syndrom, eine der häufigsten Ursachen für ein chronisches Offenwinkelglaukom, repräsentiert einen genetisch determinierten fibrotischen Prozess, der zu progressiven Ablagerungen eines abnormalen elastotischen Materials in intra- und extraokulären Geweben führt. Genetische Studien konnten eine hochsignifikante Assoziation zwischen zwei kodierenden sowie mehreren nicht-kodierenden Polymorphismen im LOXL1-Gen auf Chromosom 15q24.1 mit PEX-Syndrom/Glaukom identifizieren. Nachdem die LOXL1-Risikovarianten bei nahezu 100% aller PEX-Patienten in allen geographischen Populationen weltweit vorkommen, scheint es sich bei LOXL1 um einen prinzipiell notwendigen, wenn auch nicht hinreichenden Faktor für die Entwicklung eines PEX-Syndroms/Glaukoms zu handeln. In Anbetracht der Schlüsselfunktion von LOXL1 (Lysyloxidase-like 1) bei der Elastogenese postuliert die dem Projekt zugrunde liegende Arbeitshypothese, dass die PEX-assoziierten LOXL1-Risikovarianten über funktionelle und/oder regulatorische Effekte entscheidend zur Pathogenese des elastotischen PEX-Prozesses beitragen. Als komodulierender exogener Faktor kommt der Wachstumsfaktor TGF-ß1 in Betracht, der als zentraler Mediator des fibrotischen PEX-Prozesses und als Schlüsselregulator der Lysyloxidase-Expression und ¿Aktivität gilt. Basierend auf umfangreichen Vorarbeiten zur Etablierung stabiler Expressionssysteme in HEK293-Zellen, E.coli-Bakterien und primären humanen Fibroblasten, verfolgt das Projekt folgende Ziele: 1) die vergleichende funktionelle Charakterisierung der rekombinant exprimierten LOXL1-Missense-Varianten im Hinblick auf Expression, Sekretion, Prozessierung, katalytische Aktivität, Protein-Interaktionen und Substratbindung; 2) die vergleichende Untersuchung des Effekts der LOXL1-Missense-Varianten auf die extrazelluläre Matrixsynthese und ¿assemblierung sowie 3) auf die TGF-ß1-Signaltransduktion an verschiedenen Zellkulturmodellen in vitro; und 4) die vergleichende Analyse des Effekts der nicht-kodierenden LOXL1-Variantenanten auf die Regulation der LOXL1- Expression. Diese funktionellen Analysen sollen nicht nur zum Verständnis der molekularen Pathomechanismen des fibrotischen PEX-Prozesses beitragen, sondern auch neue kausale therapeutische Interventionsmöglichkeiten für eine der häufigsten Glaukomursachen eröffnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Matthias Zenkel