Funktion des peripheren Myelinproteins 22 kDa (PMP22) und seine Rolle in der Pathogenese der Charcot-Marie-Tooth-Erkrankung 1A (CMT1A)

• Antragsteller: Professor Klaus-Armin Nave, Ph.D.; Professor Dr. Michael Sereda
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456979405

Die Überexpression von PMP22, einem in den Myelinscheiden des peripheren Nervensystems (PNS) abundanten Protein mit vier Transmembrandomänen, ist die Ursache für die dort häufigste erbliche Neuropathie, die Charcot-Marie-Tooth-Erkrankung 1A (CMT1A). Eine von uns mithilfe transgener Tiermodelle aufgedeckte Hemmung des PI3K/Akt- Signalwegs in Schwannschen Zellen ist nach der erhöhten Pmp22-Expression das früheste derzeit bekannte molekulare Geschehen in der Pathogenese von CMT1A. Während die Funktion von PMP22 bisher nicht ermittelt werden konnte, gibt es doch eine Reihe von Hinweisen auf eine generelle Rolle von PMP22 in der Hemmung des Zellwachstums. Mit einer Kombination aus biochemischen und zellbiologischen Methoden wollen wir diese Funktion von PMP22 aufklären und weitere Einzelheiten der funktionalen Interaktion zwischen PMP22 und den wichtigen Signalwegen herausarbeiten. Mithilfe von konditionellen Mausmutanten werden wir eine aktivierende Wirkung von PMP22 auf PTEN untersuchen, dem wichtigsten Inhibitor von Signalen des PI3K/Akt-Weges, und auch andere mögliche funktionale Interaktionen von PMP22 mit Wachstums- und Adhäsions- Signalwegen. Super-Auflösungs-Mikroskopie und Crispr-Cas9-vermittelte Affinitätsmarkierung werden uns ermöglichen, diese Vorgänge in der hoch polarisierten myelinisierenden Schwannschen Zelle im Nanomaßstab abzubilden, und außerdem Aufschluss darüber geben, wie PMP22 zu einem Verlust der polarisierten Organisation in der CMT1A beiträgt. Um die zur Ausübung der Funktion notwendigen molekularen Interaktionen zu bestimmen, werden wir die Komplexe biochemisch analysieren, an denen PMP22 beteiligt ist. Ausgehend von einem mit ungerichteten Methoden ermittelten Kandidatenpool, den wir in diesem Projekt weiter füllen wollen, werden wir zunächst direkte Interaktion zwischen PMP22 und Adhäsionsproteinen testen: Periaxin, Nicht-muskuläres Myosin IIa, Vimentin, Talin. Unsere Ergebnisse werden wir dann mithilfe einer Reihe unterschiedlicher Methoden eingehend überprüfen, von der Rekonstitution molekularer Interaktionen von PMP22 in vitro bis zu deren Erfassung im peripheren Nerven in situ. Dieses Projekt wird so zu einem dringend benötigten molekularen Verständnis der Funktion von PMP22 und damit der Pathogenese von CMT1A und zu neuen Therapieansätzen beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen