Molekulare Charakterisierung von Myoscape, einem neuartigen L-Typ-Kalziumkanal bindenden Protein, involviert im kardialen Kalziumzyklus, bei kardialer Kontraktilität und pathologischer Hypertrophie

• Antragsteller: Dr. Matthias Eden
• Fachliche Zuordnung: Kardiologie, Angiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387388507

Wir konnten kürzlich ein uncharakterisiertes kardiales Protein namens Myoscape/FAM40B/Strip2, beschreiben, welches im humanen und murinem Myokard hoch exprimiert wird. Wir konnten den distalen C-Terminus des L-Typ Kalziumkanals (LTCC) als einen direkten molekular Interaktionspartner für Myoscape bestätigen. Knockdown von Myoscape in Kardiomyozyten verschlechterte den Kalziumtransienten, wie auch den L-Type Kalziumkanalstrom was in der Folge zu einer reduzierten Kontraktilität von Kardiomyozyten führt. Im Gegensatz hierzu führte Myoscape Überexpression zu verbesserten Kalziumtransienten und L-Typ-Kalziumkanalströmen, und war gleichsam in der Lage, reduzierte Kalziumströme in versagenden Kardiomyozyten wieder zu verbessern. In vivo, entwickeln sowohl Myoscape-null Zebrafische , wie auch Tiere einer Myoscape-knockout Mauslinie eine Kontraktionsschwäche des Herzmuskels, welche in progressiver Kardiomyopathie mündete. Diese Herzschwäche war sogar noch deutlich beschleunigt, wenn diese Mäuse einer operativen aortalen Druckbelastung (TAC) unterzogen wurden. Mechanistisch zeigten Myoscape-defiziente Mäuse ebenfalls reduzierte L-Typ Kalziumkanalströme, reduzierte Zellspannung und Stromdichten, resultierend aus einer geringeren Oberflächenexpression des Kalziumkanals selbst. Da Myoscape Überexpression fähig zu sein scheint, in der Herzinsuffizienz erniedrigte LTCC Ströme wieder zu verbessern, planen wir nun komplementäre experimentelle Ansätze um die Rolle und potentielle therapeutische Möglichkeiten von Myoscape in der Herzinsuffizienz zu untersuchen. (1) Wir generierten erfolgreich eine herzspezifisch kardial Myoscape überexprimierende transgene Mauslinie, um die mögliche, protektive Rolle von Myoscape unter aortaler Druckbelastung (TAC) zu untersuchen. (2) Mittels "site strand mutagenesis", etablierten wir bereits erfolgreich spezifische adenovirale Konstrukte, welche mutierte Myoscape Varianten (D147N, R383Q, V629D undR217Ter), identifiziert in Patienten mit Dilatativer Kardiomyopathie und einer weiteren Kohorte mit kurzem Qtc Intervall, exprimieren. Hierbei planen wir zu untersuchen, inwieweit die Expression dieser Myoscape Varianten die Funktion von Myoscape im Kardiomyozyten auch im Hinblick auf die Funktion der Zelle selbst beeinflussen. Basierend auf diesen in vitro Ergebnissen planen wir, spezifische "knock-in" Zebrafisch Linien zu generieren, welche die vielversprechendsten Myoscape-Mutationen exprimieren. (3) Möchten wir den exakten Mechanismus aufklären, durch den Myoscape kardiale Hypertrophie in vivo und in vitro moduliert. (4) Via molekularer und ultrastruktureller Analyse (EM; Di 8 ANEPPS; Super resolution patch clamp/SICM), planen wir die Beteiligung kardialer Mikrokompartimente wie Caveolae und T-Tubuli und assoziierte LTCC Signalwege zu untersuchen. (5) Wir möchten zudem zuletzt das therapeutische Potential von spezifischen Antagomirs gegen endogene MiRNAs gegen Myoscape systematisch analysieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen