Gentherapie für Schwerhörigkeit und Taubheit

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ellen Reisinger
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 416116807

Mutationen im Gen OTOF, das für das Protein Otoferlin kodiert, führen fast immer zu angeborener Taubheit (DFNB9). Otoferlin wird für die synaptische Übertragung von Hörsinneszellen auf nachfolgende Nervenzellen benötigt. Derzeit wird bei einer solchen Form der Taubheit ein Cochlea-Implantat eingesetzt, welches die Hörbahn direkt elektrisch stimuliert und damit Sprachverständnis ermöglicht. Allerdings können Cochlea-Implantate kaum frequenzspezifische Informationen weitergeben, und nur einen begrenzten Lautstärkebereich kodieren. Bei dieser Form der Taubheit ist das Innenohr strukturell weitgehend intakt, sodass es möglich sein sollte, die Hörfunktion durch Einschleußung von Otoferlin cDNA wiederherzustellen. Eine solche kausale Gentherapie könnte voraussichtlich ein nahezu uneingeschränktes Hören ermöglichen, wurde bisher jedoch noch nicht für den Menschen entwickelt.Kürzlich gelang es mir und meiner Arbeitsgruppe erstmalig, mit Hilfe von Viren die lange cDNA von Otoferlin in die auditorischen Sinneszellen von Mäusen zu transferieren. Die Herausforderung war dabei, dass bisher kein geeigneter Virus für die Transduktion langer cDNAs in Sinneszellen zur Verfügung stand. Jetzt konnten wir mit Hilfe der "Dual-AAV"-Methode die Hörfunktion der tauben Otof-knock-out Mäuse teilweise wiederherstellen. Bei dieser Methode wird die cDNA von Otoferlin auf zwei Adeno-assoziierte Viren (AAV) verteilt, welche sich im Zellkern der Zielzelle aneinanderlagern und so die Transkription der gesamten mRNA ermöglichen. Im Kern des Antrags geht es darum, durch Varianten der AAV-DNA die AAV-Multimerisierung in der korrekten Orientierung effizienter zu machen, um letztlich die Proteinexpression zu steigern und damit eine noch bessere Wiederherstellung der Hörfunktion zu erreichen. Zudem möchte ich eine verbesserte Injektionsmethode für das Innenohr sowie einen anderen AAV-Serotyp dahingehend überprüfen, ob damit ein höherer Anteil von Sinneszellen transduziert werden kann. Darüber hinaus sollen die Synapsen und Hörnervenfasern nach Re-expression von Otoferlin charakterisiert werden. Diese Gentherapie soll dann für zwei Mauslinien mit humanen Otoferlin-Mutationen getestet werden. Zusätzlich möchte ich diese Methode nutzen, um Varianten der cDNA, wie zum Beispiel Otoferlin mit phosphomimetischen Mutationen sowie zwei Splicevarianten, in vivo auf eine mögliche Rolle bei lärminduziertem Synapsenverlust überprüfen. Die Proteinmenge von viral eingeschleußtem Otoferlin wird mittels Immunfluoreszenzanalyse und konfokaler Mikroskopie mit Wildtyp Mengen verglichen. Um die Funktion von Otoferlin zu messen, d.h. die Ca2+-induzierte Fusion von synaptischen Vesikeln, verwende ich zelluläre patch-clamp Elektrophysiologie. Die Hörfunktion überprüfen wir mit der Ableitung von akustisch evozierten Hirnstammpotentialen und Verhaltenstests.Mein Ziel ist es, die kausale Therapie für DFNB9 so weiterzuentwickeln, dass sie klinisch eingesetzt werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen