Die Rolle des Rap guanine nucleotide exchange factor 1 (C3G) im Podozyten und bei glomerulären Erkrankungen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Britta George
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242796563

Bei den meisten glomerulären Erkrankungen zeigt sich die Störung der Filterfunktion der Niere in einer Verschmelzung von Podozytenfußfortsätzen, die mit einer Umstrukturierung der Schlitzmembran und des Aktinzytoskeletts des Podozyten einhergeht. Das Zelladhäsionsprotein Nephrin ist zur regelrechten Ausbildung und dem Erhalt von Podozytenfußfortsätzen und Schlitzmembranen notwendig. Nephrin Signale werden von der Schlitzmembran mittels der Aktinzytoskelett-assoziierten Proteine Crk1/2 und CrkL übertragen, die zu einer Lamellipodienbildung in der Zellkultur führen (George et al, J Clin Invest, 2012). Bei Mäusen schützt die Defizienz von Crk1/2 oder CrkL vor einer Podozytenschädigung, während eine Crk1/2 und CrkL Defizienz zu einer abnormalen Entwicklung von Podozytenfortsätzen und zur Proteinurie führt (George et al, Kidney International, 2014). Da eine Nephrinaktivierung zur Ausbildung von Lamellipodien in der Podozytenkultur führt, stellten wir die Hypothese auf, dass Nephrin Signale zu Integrin an Fokalen Kontakten überträgt. Wir zeigten, dass Nephrinaktivierung zur Aktivierung von Integrin β in der Podozytenkultur führt. Präliminäre Daten wiesen darauf hin, dass dies über den Rap guanine nucleotide exchange factor 1 (C3G), einem Aktivator für die kleine GTPase Rap1, vermittelt wird. Wir konnten zeigen, dass ein Knockdown des Nephrinorthologs Sticks-and-stones (Sns) im Nephrozytenmodell von Drosophila zu einer Fehllokalisation von Integrin führt (Dlugos, Picciotto et al, J Am Soc Nephrol, 2019). Jetzt möchten wir die C3G- und Rap1-abhängigen Mechanismen der Signaltransduktion von Nephrin zu Integrin β in vitro und in vivo charakterisieren. Wir werden testen, ob die Nephrin-induzierte Integrinaktivierung die Adhäsion der Podozyten moduliert. Wir haben bereits einen Nephron-spezifischen C3G knockout in der Maus etabliert (früher knockout im Podozyten). Diese Mäuse zeigen eine Proteinurie und Fußfortsatzverschmelzung. Nun möchten wir die Rolle von C3G beim Alterungsprozess und bei Schädigung des Podozyten analysieren. Hierzu werden wir durch Verkreuzung der zur Verfügung stehenden C3G flox Maus mit Mäusen, die Cre Rekombinase mittels des Podocin Promotors exprimieren, Podozyten-spezifische C3G knockout Mäuse herstellen und phänotypisieren. Zudem werden wir mit Podozyten-spezifischen C3G knockout Mäusen testen, ob C3G eine Rolle bei Podozytenschädigung spielt. Mit Hilfe einer RNA Sequenzierung von isolierten Podozyten werden wir C3G-abhängige Signalmechanismen in vivo identifizieren. Änderungen in der Integrinaktivierung können die Podozytenadhäsion verändern, was zu einem Verlust der Podozyten in den Urin führen kann. Verlust von Podozyten ist ein wichtiger Pathomechanismus, der zu chronisch glomerulären Erkrankungen beiträgt. Eine molekulare Charakterisierung des Nephrin-Integrin Signalweges kann potenzielle Zielstrukturen für die Therapie glomerulärer Erkrankungen aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen