Die Rolle von SOCS3 in der Pathogenese fibrotischer Erkrankungen

• Antragstellerin: Dr. Clara Dees
• Fachliche Zuordnung: Rheumatologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413535976

In dieser Studie wollen wir die Rolle der SOCS Proteine, speziell von SOCS3, bei fibrotischen Prozessen charakterisieren und evaluieren, ob eine epigenetische Repression von SOCS3 zu einer verstärkten Aktivierung der JAK-STAT-Signalkaskaden beiträgt, für welche bereits eine pro-fibrotische Wirkung in der systemischen Sklerose (SSc) gezeigt werden konnte.In Vorarbeiten auf diese Studie konnten wir zeigen, dass die Expression von SOCS3 sowohl in Fibroblasten in der Haut als auch in kultivierten Fibroblasten von SSc Patienten stark reduziert ist. Diese Runterregulation konnte durch eine chronisch persistierende Stimulation von Fibroblasten gesunder Probanden mit TGFβ – wie sie auch in fibrotischem Gewebe vorkommt – nachgestellt werden. Ebenso konnten wir auch zeigen, dass eine Suppression oder ein kompletter Knockout in vitro bzw. im Tiermodell in vivo zu einer verstärkten Kollagensynthese beiträgt und experimentelle Fibrose verstärkt, was eine anti-fibrotische Wirkung von SOCS3 impliziert. Um eine inhibitorische Rolle von SOCS3 auf Fibroblastenaktivierung und Fibrose zu bestätigen, werden wir in vitro mit einem Überexpressionsvektor und in vivo einen Fibroblasten-spezifischen Knockout in verschiedenen Fibrosemodellen einsetzen. Im weiteren Verlauf der Studie wollen wir den Signalweg charakterisieren, über welchen SOCS3 die Fibroblastenaktivierung reguliert. Hierfür setzen wir Experimente mit kombinierten siRNA-mediierten Knockdowns von SOCS3 und den möglichen Januskinasen (JAK) und STAT Proteinen, mit gezielt mutierten Expressionsvektoren und Co-Immunpräzipitations (CoIP)-Assays ein.Wir konnten in unseren Vorarbeiten auch eine verstärkte Methylierung des SOCS3 Promotors, sowohl in Fibroblasten von SSc-Patienten als auch in Fibroblasten gesunder Probanden, welche mit TGFβ stimuliert wurden, nachweisen. Um ein genaueres Bild der epigenetischen Regulierung von SOCS3 im Kontext der Fibrose zu erhalten, wollen wir die Interaktion von DNA-Methylierung und Histonmodifizierungen analysieren. Dazu setzen wir Chromatin-Immunpräzipitationsassays, Expressionsanalysen der potentiell beteiligten Enzyme und Proteine, CoIP-Assays als auch Knockdown- und Überexpressionsversuche ein.Abschließend möchten wir das therapeutische Potential einer Hemmung von DNA Methyltransferasen in verschiedenen experimentellen Fibrosemodellen evaluieren. Zunächst werden wir hierfür Bleomycin- und TGFβRIact-induzierte Fibrose in Mäusen mit konditionellem Knockout der DNA Methyltransferase Dnmt3a analysieren. Außerdem werden wir die DNA-Methylierung pharmakologisch mit dem Inhibitor 5-aza-2‘-deoxycytidine (5-aza, Decitabine) sowohl im Tight-skin-1 (Tsk1) Mausmodell als auch im Modell für die chronische Graft-versus-Host-Erkrankung (cGvHD) hemmen und die Auswirkungen auf die Fibrose evaluieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen