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Pathomechanismen von nativen Tränenproteinkomplexen bei der Erkrankung des trockenen Auges

Antragsteller Dr. Natarajan Perumal
Fachliche Zuordnung Augenheilkunde
Biochemie
Förderung Förderung von 2021 bis 2025
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452535756
 
Erstellungsjahr 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Diese Studie charakterisierte das native Tränenproteom und entschlüsselte die komplexe Regulierung der Signalwege, die den pathomechanischen Veränderungen beim trockenen Auge (TA) zugrunde liegen. Wir haben erstmalig experimentell nachgewiesen, dass das komplexe Zusammenspiel von acht neuen supramolekularen Proteinkomplexen in menschlicher Tränenflüssigkeit vorkommt, darunter auch der erste Nachweise eines Megadalton-Komplexes (CI, 1050 kDa). Bemerkenswerterweise waren die mit CI assoziierten Proteine in der kombinierten hyposekretorischen und evaporativen Form des TA (DRYaqlip) signifikant geringer ausgeprägt als in den gesunden (CTRL) und Reflex-Tränen, was eine Störung der Tränenfilms-Homöostase belegt. Diese Proteine sind überwiegend spezifisch für die Tränendrüse (z. B. IGHA1, PRR4, LACRT, PROL1, PIGR) und spielen eine entscheidende Rolle bei der antibakteriellen Abwehr sowie der Tränenproduktion. Dagegen zeigte eine Gruppe von Proteinen mit erhöhter Konzentration in DRYaqlip vs. CTRL (<250 kDa, Komplexe CIV–CVIII) Zusammenhänge mit Entzündung, Stoffwechselveränderungen, oxidativem Stress und der Stabilität des Zytoskeletts. Um die individuellen Unterschiede im Tränenproteom genauer zu verstehen, analysierten wir die bislang größte Kohorte von Tränenproben (N=322) mit klinisch-proteomischen Methoden. Eine zentrale Entdeckung war die Identifikation von 36 Proteinen (z. B. LTF, LYZ, LCN1, LACRT, PROL1, PRR4, ZG16B), die negativ mit dem Alter und positiv mit der basalen Sekretionsrate BST korrelierten, was auf einen altersbedingten Rückgang der Tränenproduktion und der antimikrobiellen Abwehr hinweis. Im Gegensatz dazu zeigten 307 Proteine, die an Entzündung, Apoptose, Autophagie, zytoskelettaler Stabilität und Proteinabbau beteiligt sind, den umgekehrten Trend. Schließlich konnten wir zwei PRR4-Peptid-Isoformen als vielversprechende therapeutische Kandidaten mit schützenden Eigenschaften in einem Zellmodell für TA identifizieren. Diese Isoformen zeigten signifikante entzündungshemmende, antiapoptotische und antioxidative Eigenschaften, wodurch sich die Möglichkeit synthetischer, peptidbasierter Augentropfen als potenzielle Therapie zur Wiederherstellung der Homöostase der Augenoberfläche ergib. Zusammenfassend hat diese Studie einen umfassenden Einblick in die funktionelle Rolle des nativen Tränenproteoms für die Stabilität des Tränenfilms und identifiziert klinische Marker, die eng mit spezifischen Krankheitsmerkmalen korrelieren. Diese Ergebnisse verbinden molekulare Grundlagenforschung und klinische Anwendung und könnten somit Diagnose und Prognose von TA verbessern. Besonders hervorzuheben ist, dass PRR4-basierte Peptide eine innovative Therapieoption darstellen, welche die Lebensqualität der TA-Patienten erheblich verbessern könnte.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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