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Projekt
Innovative Ansätze zum Verständnis der FSGS basierend auf modernen Sequenzierungstechnologien
Antragstellerinnen / Antragsteller
Dr. Janine Altmüller; Dr. Philipp Antczak, Ph.D.; Privatdozent Dr. Bodo Beck
Fachliche Zuordnung
Nephrologie
Förderung
Förderung seit 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386793560
Das steroidresistente nephrotische Syndrom (SRNS) und die fokale segmentale Glomerulosklerose (FSGS) gehören zu den wichtigsten Ursachen für eine terminale Niereninsuffizienz bei Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen. Vor allem bei Kindern konnten durch DNAseq viele neue SRNS-Gene identifiziert werden. In Jugendlichen und Erwachsenen ist die genetische Basis weniger umfassend. Dabei ist eine zuverlässige Unterscheidung zwischen genetischen und nicht-genetischen Formen bereits heute ungeheuer wichtig, da die Diagnose einer genetischen Ursache unmittelbare Auswirkungen auf die weitere medizinische Versorgung und die Beratung der Familie haben. Kurze Sequenz-Leselängen basierte Techniken erlauben die zuverlässige Identifikation von Punktmutationen und kleinen Deletionen oder Insertionen aber größere strukturelle Aberrationen, Gen-Rearrangements und Mutationen in repetitiven DNA-Abschnitten bleiben oft unerkannt. Um diese Limitationen zu überwinden, kombinieren wir Sequenzierverfahren der nächsten Generation (WES/WGS) mit innovativen bioinformatischen Analysen sowie mit neuen Technologien, die eine verbesserte Erfassung von strukturellen Varianten und Sequenzierlücken (Repeats) erlauben. Zellfreier DNA (cfDNA), die von geschädigten Geweben in Körperflüssigkeiten freigesetzt werden, können mit höchster Empfindlichkeit nachgewiesen und sequenziert werden. Dabei geben deren epigenetische Signaturen Aufschluss über die Herkunft der DNA. Single-cell Sequenzierung konnte beispielsweise im Hinblick auf glomeruläre Zellen der Niere eine erhebliche Heterogenität sowohl von Podozyten als auch von glomerulären Endothelzellen nachweisen. Basierend auf Single-Cell Daten wurden in jüngster Zeit Methoden entwickelt, die die räumliche Rekonstruktion der Gewebearchitektur ermöglichen und so die einzelne Zelle wieder in den Gewebekontext stellen. Das übergreifende Ziel dieses Antrags ist es nun, mit Hilfe innovativer Genom- und Transkriptom-Analysen neue Einblicke in die der FSGS zugrunde liegenden Pathomechanismen zu gewinnen. Dabei verfolgen wir drei spezifische Ziele: Wir werden (Ziel 1) umfassende Genomanalysen mit Bioproben aus dem FOrMe-Register sowie aus einer Kohorte pädiatrischer und erwachsener FSGS-Patienten durchführen. Darüber hinaus werden wir untersuchen (Ziel 2), in wie weit man cfDNA als Biomarker nutzen kann, um die Schädigung von Podozyten bei MCD/FSGS/FSGS-R-Patienten in Echtzeit mit Hilfe von gewebe- und zellspezifischen Methylierungsmarkierungen zu überwachen. Schließlich werden wir (Ziel 3) innovative räumliche Transkriptomikansätze entwickeln, die auf verfügbaren Einzelzell-RNA-Datensätzen basieren, und dies mit RNAscope-Daten von Markertranskripten integrieren. Durch diesen umfassenden genomischen Ansatz wollen wir die Diagnostik von SRNS/FSGS verbessern, unser Verständnis der zugrunde liegenden Pathomechanismen verbessern und eine genetische Präzisionsdiagnostik entwickeln, die künftige individualisierte Therapien ermöglicht.
DFG-Verfahren
Klinische Forschungsgruppen
