Nephrozyten in Drosophila als Modell zur Identifzierung neuer Therapiemöglichkeiten für fokale segmentale Glomerulosklerose

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Tobias Hermle
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407240209

Fokale segmentale Glomerulosklerose ist eine heterogene Gruppe von Erkrankungen und häufig Ursache nephrotischen Syndroms und terminaler Niereninsuffizienz. Trotz verbesserten Verständnisses der Ursachen verlief die Entwicklung neuer Arzneimittel bislang enttäuschend. Ein phänotypischer Screen an lebenden Tieren kann Therapien mit völlig neuem Ansatzpunkt identifizieren. Dies schließt Mechanismen ein, deren Komplexität die Entdeckung in einer konventionellen Untersuchung mit Zell-Linien ausschließt. Das Drosophila-Modell wurde erfolgreich zur Entdeckung neuer Arzneistoffe eingesetzt und der Nephrozyt als Modell für nephrotische Nierenerkrankungen etabliert. Im beantragten Projekt wird ein Einsatz von Nephrozyten zur Etablierung eines in vivo Modells zur Arzneimittelentwicklung vorgeschlagen.Zunächst soll ein Messverfahren für die Nephrozytenaktivität zur Medikamententestung etabliert werden. (1. Ziel). Zum Einsatz kommen dabei Larven in 96-well-Platten mit Flüssigfutter, das Arzneistoffe enthält. Die Endozytose eines transgenen Indikators (EGFP) in Nephrozyten spiegelt die Nephrozytenaktivität wider, während rot fluoreszierendes mCherry intrazellulär verbleibt und als von der Nephrozytenfunktion unabhängige Referenz dient. Das bereits etablierte ex vivo Messverfahren mittels FITC-albumin kann komplementär zur Überprüfung der Ergebnisse eingesetzt werden.Das neu etablierte System soll verwendet werden, um eine Kollektion von durch die FDA zugelassenen Medikamenten vor dem Hintergrund gestörter RhoGTPasen-Aktivität zu testen (2. Ziel). Dabei handelt es sich um einen der bekanntesten Pathomechanismen, der oft genetisch bedingten Formen nephrotischen Syndroms zu Grunde liegt. Vorläufige Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Überexpression von RAC1 ebenso wie die Suppression des zu ARHGAP24 orthologen Drosophila-Gens zu einer Störung des intranzellulären Transportes von Schlitzmembranproteinen mit daraus folgendem Verlust der Nephrozytenfunktion führt. Die Manipulation dieser Gene wird als genetischer Hintergrund des Screens dienen.Im Drosophilamodell validierte Medikamente werden in einer zweiten Screenebene unter Verwendung von Podozytenmigration in einer humanen Zelllinie untersucht.Mit Hilfe der bekannten Ansatzpunkte der wirksamen Arzneimittel sollen Hypothesen für den Wirkmechanismus generiert werden. Mittels einer fokussierten Analyse im Drosophila-Modell sollen dann die zugrundeliegenden biologischen Mechanismen untersucht werden (3. Ziel). Dabei können interessante Forschungsergebnisse erzielt werden und dies dient auch zur Vorbereitung zukünftiger Untersuchungen im Mausmodell und klinischer Studien.Eine zweistufige Wirksamkeitsuntersuchung zugelassener Medikamente in Drosophila und in einem etablierten humanen System in vitro verspricht dringend benötigte Therapieoptionen für fokale segmentale Glomerulosklerose zu entdecken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen