Identifizierung humaner GJB2 35delG modifizierender Gene unter Verwendung von induzierten pluripotenten Stammzellen

• Antragsteller: Professor Joerg Waldhaus, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie ; Humangenetik ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 240351029

Ungefähr 1 von 3000 Neugeborenen leidet an der am häufigsten verbreiteten Form von erblicher Schwerhörigkeit (DFNB1), die durch eine Mutation im GJB2-Gen verursacht wird. Das Ausmaß der Schwerhörigkeit kann sich im Einzelfall beträchtlich unterscheiden, wobei die Mehrheit der Patienten an ausgeprägtem und nur eine Minderheit an moderatem Hörverlust leidet. Es besteht ein dringender Bedarf an einer Behandlungsmethode, die zumindest die Ausprägung der schweren DFNB1 Taubheit in Kleinkindern verhindert. Damit würde es den betroffenen Kindern erleichtert das Sprechen zu erlernen und im besten Fall könnte man auf den Einsatz von Kochlea Implantaten verzichten. Das Ziel meiner Forschung ist es herauszufinden warum eine identische Punktmutation im GJB2-Gen (35delG) zu unterschiedlichen Formen von Schwerhörigkeit führen kann. Ich möchte beweisen, dass es weitere genetische Faktoren gibt, die Einfluss auf den Grad der Schwerhörigkeit im DFNB1 Patienten haben. Um diese Hypothese zu beweisen werde ich auf Patienten-spezifische induzierte pluripotente Stammzellen zurückgreifen. Im Vergleich zu Tier-Modellen haben diese Stammzellen den Vorteil, dass sie gegenwärtig die einzige Möglichkeit bieten komplexe Krankheiten zu erforschen. Ich werde zunächst Blutzellen von Patienten durch ektopische Expression bestimmter Faktoren in pluripotente Stammzellen reprogrammieren, die wiederum das Potential besitzen in Haar- und Stützzellen des Innenohrs zu differenzieren. Damit wird es mir erstmals möglich sein, diese komplexe Krankheit aus dem Patienten heraus in den Zielzellen ins Reagenzglas zu transferieren und deren physiologische Eigenschaften mit denen von normal hörenden Patienten zu vergleichen. Um die GJB2 modifizierenden Gene zu identifizieren, werde ich das Transkriptom der in vitro generierten Stützzellen vollständig sequenzieren und nach Variationen in der vorliegenden mRNA suchen. Ich gehe davon aus, dass sich die Anzahl der neu identifizierten Kandidaten-Gene durch den Vergleich mit einer bereits durchgeführten genomweiten Assoziationsstudie an DFNB1 Patienten mit moderatem und ausgeprägtem Hörverlust reduzieren und validieren lassen wird. Abschließend soll die Funktion einzelner Kandidaten an Patienten-Zellen durch klassische Überexpressions- und Knock-out-Experimente im physiologischen Zusammenhang bestätigt werden. Der wissenschaftliche Nutzen dieser Studie, die Rolle der GJB2-modifizierenden Gene im Zusammenhang mit dieser komplexen Erkrankung zu beschreiben, wird darin bestehen neue Behandlungsstrategien für die am schwersten betroffen Kinder zu entwickeln und ihnen damit zukünftig ein normales Leben ermöglichen zu können.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Stefan Heller, Ph.D.