Molekularer Wirkungsmechanismus von Ochratoxin A sowie Ochratoxin A in Kombination mit Citrinin in humanen renalen Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Ulrich Humpf; Privatdozent Dr. Gerald Schwerdt
• Fachliche Zuordnung: Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250377076

Ochratoxin A (OTA) und Citrinin sind in zahlreichen Lebens- und Futtermitteln oft zusammen zu finden. Im bisherigen Förderzeitraum haben wir für OTA in humanen renalen Zellen Genexpressionsänderungen nach nanomolarer OTA Exposition zeigen können. Die am deutlichsten vermehrt exprimierte RNA war die von WISP1 (Wnt inducible signaling pathway protein 1), ein Gen, das mit profibrotischen Ereignissen in Verbindung gebracht wird. Daneben werden andere Gene reguliert, die im inflammatorischen und fibrotischen Geschehen involviert sind. Erste Experimente zeigten, dass die WISP1-RNA zwar nicht zur Expression eines Proteins führt, aber die als anti-fibrotisch beschriebene miR-29b binden kann, was zu einem Wegfangen dieser miRNA führt, wodurch ihre regulatorische Funktion beeinträchtigt wird. In der WISP1-RNA befinden sich putative Bindestellen für andere miRNAs, deren Rolle in der OTA-Toxizität nun zu charakterisieren ist. Ebenfalls bleibt die Rolle der anderen durch OTA vermehrt exprimierten Gene zu untersuchen.Ein Analogon von OTA (OTB = OTA ohne Chlorid-Rest) übt keinen Einfluss auf die WISP1-RNA Expression aus. Es ist daher äußerst spannend und mechanistisch relevant, ob ein Austausch des Chlorids gegen ein anderes Halogen bzw. des Phenylalanins gegen eine andere Aminosäure die Genexpression bzw. Zellüberleben und Fibrose ändert. Da in Vorarbeiten solche OTA-Analoga hergestellt wurden, können diese Fragen nun bearbeitet werden.Da OTA oft zusammen mit Citrinin in Lebensmitteln gefunden wird, ist eine gegenseitige Beeinflussung ihrer Wirkungen nicht auszuschließen. Die Toxizität von OTA oder Citrinin könnte durch endogene Stressoren wie freie Radikale verstärkt werden. Deshalb werden die Effekte einer Koexpression von OTA mit Citrinin bzw. anderen endogenen Stressoren mit Schwerpunkt auf Zellüberleben und Änderungen der Extrazellulärmatrix bzw. der Genexpression untersucht.Zusammenfassend besteht damit Handlungsbedarf hinsichtlich(i) der Charakterisierung der Rolle der WISP1-RNA (sowie der anderen durch OTA regulierten Gene) und Identifizierung der beteiligten miRNAs bei der OTA-induzierten Zellschädigung, sowie(ii) der Darstellung der Bedeutung funktioneller Gruppen im OTA-Molekül für die Toxizität mittels der OTA-Analoga, und(iii) der Ermittlung einer potenziellen Gefährdung von Nierenzellen durch Koexposition von OTA und Citrinin bzw. weiteren Stressoren.Zu diesem Zweck werden wir Untersuchungen an humanen renalen Zellen größtenteils in Primärkultur durchführen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Michael Gekle