Verminderung der polyQ Wiederholungen in spezifischen Splicevarianten vom P/Q-typ Calciumkanal, die zur spinalen cerebralen Ataxie vom Typ 6 führen, mit dem CRISPR-Cas9 System.

• Antragstellerin: Professorin Dr. Melanie D. Mark
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 310649331

Die spinale, cerebrale Ataxie vom Typ 6 (SCA6) ist eine autosomal dominant, vererbte neurologische Krankheit, die durch 20-33 CAG Wiederholungen im C-terminus (CT) von P/Q-typ Calciumkanalgen hervorgerufen wird. Das Triplet CAG kodiert für die Aminosäure Glutamin (Q). Deshalb findet man im Calciumkanalprotein Wiederholungen der Aminosäure Q, die als polyQs bezeichnet werden. In Menschen erfolgt alternatives Splicing unter anderem am C-terminus Ende des P/Q type Calciumkanalgens. Diese führt zu zwei Splicevarianten; die eine mit, die andere ohne die CAG/polyQ Wiederholungen. Beide Isoformen kommen in vergleichbaren Mengen in adulten cerebellären Purkinje Zellen (PC) vor. In SCA6 Patienten jedoch kommt es zu einer Erhöhung des Anteils an Isoformen mit den polyQ Wiederholungen. Der CT der alpha Untereinheit des P/Q-typ Kanals wird zudem proteolytisch abgebaut. Dies führt dazu, dass in SCA6 Patienten ein stabileres CT Degradationsprodukt hergestellt wird, das sich in nuclearen und cytoplasmatischen Aggregaten wiederfindet. Diese CT Fragmente agieren als potentielle dominant negative Peptide, die mit den normal interagierenden Proteinen des P/Q-typ Kanals in der Zelle interferieren. Ich konnte kürzlich in Mäusen zeigen, dass die PC spezifische Expression des SCA6 CT Fragmentes, das 27 Q beinhaltet, ausreicht, um SCA6 ähnliche Krankheitssymptome, wie PC Degeneration, Ataxie und Defizite im motorischen Lernen in der Maus auszulösen. Da es zur Zeit keine therapeutischen Mittel für die Behandlung von SCA6 gibt, will ich in dieser Antragsperiode eine neue therapeutische Methode entwickeln. Hierfür werde ich spezifisch die CAG Wiederholungen im CACNA1A Gene mit Hilfe der CRISPR-Cas9 (Cas9 nucleases from microbial clustered regularly interspaced short palindromic repeat) Methode entfernen. Ich werde zuerst die Targeting-Effizienz der Methode in menschlichen Neuroblastomazelllinien etablieren. Ich werden dann eine virale (Adeno-assoziierter Virus) Form des CRISPR Targeting Vektors in das Cerebellum von unserer transgenen SCA6 Mausmodel, die das SCA6 CT Protein expremiert, injezieren und werde das Ausmass und die Effizienz der Deletion von CAG Wiederholungen im transgenen Tiermodel und die Auswirkungen für die SCA6 Symptome analysieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen