Direkte und akute Effekte humaner monoklonaler anti-GluN1 Autoantikörper auf die Funktion von NMDA Rezeptorkanälen

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Geis; Professor Dr. Manfred Heckmann
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 415914819

Spezifische Autoantikörper gegen die aminoterminale Domäne (ATD) der GluN1 Untereinheit des NMDA Rezeptors (NMDAR) induzieren typische Symptome der NMDAR Enzephalitis. Während intermediäre und Langzeiteffekte von NMDAR Antikörpern auf die Internalisierung synaptischer Zielantigene und auf die synaptische Funktion bereits beschrieben wurden, blieben direkte und akute Effekte von spezifischen Autoantikörpern auf die Funktion von NMDAR im Wesentlichen unerforscht. In der vergangenen Förderperiode konnten wir ermitteln, dass einige Klone humaner monoklonaler Antikörper gegen GluN1 die Ionenkanalaktivität und akute synaptische Ströme von NMDAR vermindern, während humane Fab Fragmente die Ionenkanalfunktion nicht beeinträchtigen. Zusätzlich zeigten sich durch Strukturanalysen, dass monoklonale Antikörper an nicht-überlappende Epitope der GluN1 ATD binden können. Wir werden nun direkte Effekte spezifischer monoklonaler humaner Autoantikörper gegen die GluN1-Untereinheit der NMDAR untersuchen, die möglicherweise zur krankheitsrelevanten Fehlfunktion der Rezeptoren und der Neurone beitragen. Mittels Einzelkanaluntersuchungen werden wir Antikörper-Effekte auf die Öffnungswahrscheinlichkeit der NMDAR und die Feinstruktur der Kanalkinetik ermitteln. An transfizierten HEK 293 Zellen und an humanen und murinen Neuronen untersuchen wir, ob und wie humane und genetisch modifizierte monoklonale Antikörper die intrinsische NMDAR Funktion beeinflussen oder ob Vernetzung von NMDAR zur akuten Funktionseinschränkung führt. Außerdem werden wir Antikörper-abhängige Effekte auf die liganden-, pH- und zinkabhängige Modulation der NMDAR prüfen sowie deren Interaktion mit spannungsabhängigen Kaliumkanälen hoher Leitfähigkeit, sog. BK Kanäle. Nicht-funktionale Antikörper und Fab-Fragmente gegen GluN1 und werden als mögliche therapeutische Option geprüft.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 3004: Pathophysiologie autoimmuner Enzephalitiden – SYNABS