Molekulare Mechanismen rezessiver und dominanter Mutationen in HTRA1 - einer Protease mit Krankheitsrelevanz bei zerebralen Mikroangiopathien

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Nathalie Beaufort; Professor Dr. Martin Dichgans
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320697423

Zerebrale Mikroangiopathien (cMA) zählen zu den häufigsten Ursachen von Schlaganfall und Demenz. Präventive Therapiestrategien beschränken sich nach wie vor auf die Kontrolle bekannter Gefäßrisikofaktoren. Bei der Erarbeitung der molekularen und zellulären Mechanismen haben monogene Formen der cMA eine herausragende Rolle eingenommen. CARASIL (Cerebral autosomal recessive arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy) ist eine sich früh manifestierende rezessiv vererbte Erkrankung beruhend auf loss-of-function Mutationen im HTRA1 Gen. HTRA1 kodiert für eine sekretierte Serin-Peptidase (high temperature requirement protease, HTRA1). HTRA1 assembliert typischerweise zu Trimeren und damit zum maturen, proteolytisch aktiven Enzymkomplex. Unsere bisherigen Ergebnisse zeigen, dass mit cMA einhergehende Mutationen unterschiedliche molekulare Auswirkungen haben, darunter auch Assemblierungsdefekte. Wir konnten ferner zeigen, dass heterozygote Mutationen in HTRA1 ebenfalls mit einer cMA einhergehen - mit spätem Erkrankungsbeginn und autosomal dominanter Vererbung. Die unterscheidenden Merkmale von rezessiven und dominanten Mutationen sind allerdings noch unklar. Der vorliegende Antrag verfolgt 3 wesentliche Ziele: Zum einen sollen die Auswirkungen pathogener HTRA1 Mutationen auf zentrale molekulare und zelluläre Aspekte der Proteinfunktion (Protein [und mRNA] Stabilität, Assemblierung, Sekretion, Integration in die Extrazelluläre Matrix [ECM], Substraterkennung) untersucht werden. Des Weiteren soll der Hypothese nachgegangen werden, dass heterozygote Mutationen einen dominant negativen Effekt auf die Enzymfunktion ausüben, z.B. über Assemblierungsdefekte. Drittes Ziel ist die Entwicklung einer Strategie zur Restitution der Funktion von mutiertem HTRA1. Dieses Ziel ist durch eigene Vorarbeiten motiviert welche zeigen, dass es grundsätzlich möglich ist, die Enzymaktivität einzelner Mutationen wiederherzustellen. Zur Erreichung der genannten Ziele sind neben molekularbiologischen und biochemischen Arbeiten in erster Linie zellbiologische Untersuchungen geplant, unter Verwendung transfizierter Zellen sowie primärer Zellen von Patienten und Kontrollen. Von dem Projekt sind wesentliche Einsichten in die molekularen Mechanismen HTRA1-vermittelter cMA zu erwarten mit potentiellen Impulsen für die Entwicklung zielgerichteter Therapieansätze.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Elisabeth Tournier-Lasserve