Die Rolle von Plakoglobin auf die intestinale Wundheilung und epitheliale Barriereregulation in Chronisch-Entzündlichen Darmerkrankungen

• Antragsteller: Dr. Matthias Kelm; Professor Dr. Nicolas Schlegel
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497335951

Die Pathogenese chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen (CED) ist unvollständig verstanden und die Therapie limitiert. Da sich CED u.a. durch eine dysfunktionale Darmbarriere auszeichnen, zielt ein neuer Therapieansatz auf die Wiederherstellung der mukosalen Integrität und intestinalen Barrierefunktion ab. Frühere Daten unserer Arbeitsgruppe zeigen, dass insbesondere die desmosomalen Plaqueproteine Desmoglein-2 (Dsg2) und Desmocollin-2 (Dsc2) in intestinaler Barriere Regulation und Wundheilung eine relevante Rolle spielen. Plakoglobin (PG) ist ein desmosomales Plaqueprotein, welches als Junktionsprotein Teil der intestinalen Epithelbarriere ist und Desmogleine in der Zellmembran integriert und die desmosomale Integrität reguliert. Erste Daten aus Patientenproben deuten darauf hin, dass PG im Rahmen von Morbus Crohn (MC) reduziert ist. Dies lässt sich ebenso in unbehandelten humanen Enteroiden von MC-Patienten nachvollziehen, was auf eine primäre Rolle von PG in der Dysregulation der intestinalen Epithelbarriere bei MC hindeutet. Zudem konnten wir in vitro nach siRNA-induziertem Knockdown von Plakoglobin Veränderungen von Dsg2 und Dsc2 an Zellgrenzen, eine reduzierte Zelladhäsion und veränderte Wundheilung nachweisen. Basierend auf diesen Daten stellen wir die Hypothese auf, dass Plakoglobin die intestinale Darmbarriere und Wundheilung reguliert. Mechanistisch könnte Plakoglobin durch seinen Einfluss auf Zellmotilität, Barrierefunktion und Wundheilung somit eine höchst relevanten Rolle in CED besitzen. Ziel dieses Projekts ist es daher, den Effekt von Plakoglobin detailliert zu charakterisieren um ein besseres Verständnis über Mechanismen und Zusammenhänge der Regulation der intestinalen Epithelbarriere unter basalen und inflammatorischen Bedingungen zu erlangen. Hierfür haben wir erstmals einen induzierbaren Plakoglobin-Knockout Mausstamm generiert (VilCreERT2 JUP-/-), wobei neben den genannten Experimenten aus dem Darmgewebe murine Enteroide (Kolonoide) generiert werden für weitergehenden ex vivo Charakterisierungen. Zusätzlich haben wir mittels CRISP/Cas9-System eine Plakoglobin-Knockout Zelllinie generieren können. Mit Hilfe der genannten Methoden werden die zugrundeliegenden Mechanismen identifiziert, um langfristig potentielle neue therapeutische Ansätze zu etablieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen