Müllerzellen als Target für die Therapie der diabetischen Retinopathie

• Antragstellerin: Professorin Dr. Antje Grosche
• Fachliche Zuordnung: Augenheilkunde ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 289242253

Die diabetische Retinopathie (DR) ist eine Erkrankung der Netzhaut von höchster Bedeutung in Industrieländern, da sie dort den häufigsten Grund für einen Visusverlust in der arbeitenden Bevölkerung darstellt. Müllerzellen, die wichtigsten Makrogliazellen der Retina, zeigen in diabetischen Retinae dramatische Veränderungen ihrer Genexpression, was teilweise mit einem Verlust ihrer Neuronen-unterstützenden Funktionen einhergeht. Ziel der hier beantragten Studie ist es einen maßgeblichen Beitrag zum besseren Verständnis der Rolle von Müllerzellen bei der DR zu leisten und mit diesem Wissen die Müllerzellen therapeutisch so zu manipulieren, dass sie das Überleben der Nervenzellen in der diabetischen Netzhaut aktiv unterstützen. Für die geplanten Untersuchungen wird die db/db-Maus (mit mutiertem Leptin-Rezeptor) als Modell für Typ II Diabetes verwendet. Ziel des ersten Projektabschnittes wird es sein Norrin, ein neuroprotektives Peptid, in Müllerzellen von db/db-Mäusen zu exprimieren. Für die zelltyp-spezifische Transduktion wird ShH10, ein adeno-assoziiertes Virus mit Tropismus für Müllerzellen, genutzt. Die Validierung des therapeutischen Effektes der Norrin-Überexpression erfolgt mittels Expressionsanalysen (quantitative PCR, Westernblot) sowie mittels Funktionsanalyse auf Einzellzell- und Retinaebene (Patch-Clamp Messungen, Elektroretinogramm, Fluoreszenz-angiografie). In einem zweiten experimentellen Ansatz wird durch Überexpression des Kaliumkanals Kir4.1 mittels ShH10 versucht, die Homöostasefunktion von Müllerzellen in der diabetischen Retina wiederherzustellen und damit den Krankheitsverlauf zu verlangsamen. Parallel zu diesen Proof of Principle-Ansätzen, wird ein zentrales Ziel des beantragten Projektes sein mittels einer umfassenden zelltyp-spezifischen Expressionsanalyse neue Müllerzellkandidatengene zu identifizieren, die mit Veränderungen einzelner Zellfunktionen in der diabetischen Retina assoziiert sind. Die Expressionsveränderungen in Müllerzellen sollen mit denen von Mikroglia, Endothelzellen und Neuronen auf RNA und Proteinebene verglichen werden. Diese kosten- und arbeitsintensive Analyse wird bisher einzigartige neue Einblicke in das Zusammenspiel der genannten Zelltypen im Krankheitsgeschehen der DR geben. Durch Integration dieser Daten mit genomweiten Assoziationsstudien für DR, sollen Kandidatengene identifiziert werden, die auch im Mensch therapeutisch genutzt werden könnten. Nach umfassender funktioneller Charakterisierung im Mausmodell, werden wir das vielversprechendste Kandidatengen wieder mit dem Ziel, die neuroprotektiven Eigenschaften der Müllerzellen in der diabetischen Netzhaut zu stärken, durch Einsatz von ShH10 in seiner Expression modulieren. Letztlich sind wir überzeugt, dass wir mit dem hier beantragten Projekt maßgeblich zur Entwicklung neuer Therapieansätze unter Berücksichtigung des hinzugewonnenen Wissens zur Rollen der Müllerzellen bei der DR beitragen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen