Der Einfluß des TGFβ Signalwegs auf die Integrität physiologischer Barrieren durch Regulation der Endothel- Myeloid- Zell Interaktion

• Antragstellerin: Professorin Dr. Barbara Braunger
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Augenheilkunde ; Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 502316201

Die altersabhängige Makuladegeneration gehört zu den Haupterblindungsursachen in den Industrienationen. Im späten Verlauf der Erkrankung kann es zur Einsprossung von choroidalen Neovaskularisationen (CNV) in die Retina kommen, die die Funktion der retinalen Neurone zusätzlich schädigen. Für die Entstehung von CNV müssen zumindest zwei Ereignisse eintreten: (1) die Proliferation der Endothelzellen und das (2) Durchbrechen von Barrierestrukturen wie zum Beispiel die Bruch-Membran und die äußere Blut-Retina-Schranke. Die momentan empfohlene Therapie der CNV sieht regelmäßige, intraokulare Injektionen vor. Jedoch sind bis zu 33% der betroffenen Patienten darauf nicht responsiv und somit kaum therapierbar. Meine Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass eine konditionelle Deletion des Transforming Growth Factor (TGF) -beta Rezeptor 2 (TGFBR2) und somit eine Inhibition des TGFb Signalwegs spezifisch in Endothelzellen zu spontan entstehenden CNV führt. Publizierte und unsere vorläufigen Daten zeigen, dass in unmittelbarer Nachbarschaft dieser CNV zahlreiche myeloide Zellen akkumulieren. Wir stellen daher die Hypothese auf, dass der TGFb Signalweg im Endothel und/oder die Interaktion von TGFBR2-defizienten Endothelzellen und myeloiden Zellen essentiell ist, um eine unkontrollierte Endothelzellproliferation zu hemmen und die Festigkeit von Barrierestrukturen zu gewährleisten. Dazu werden wir in vitro, ex vivo und in vivo Experimente durchführen. In choroidalen Endothelzellen werden wir Proliferation, Migration, transkriptionelle Veränderungen und die Integrität der extrazellulären Matrix Barrieren in Abhängigkeit des TGFb Signalwegs analysieren. Wir werden ex vivo Maus-Aortic Ring Assay nutzen, um das Zusammenspiel von Endothelzellen und myeloiden Zellen (Adventitiamakrophagen) zu untersuchen und Proliferations-fläche und -kapazität an Aortic Rings bestimmen. Zusätzlich werden myeloide Zellen mittels eines spezifischen Inhibitors depletiert. Im Tiermodell werden wir außerdem untersuchen, ob die Depletion myeloider Zellen den Phänotyp der CNV Entstehung moduliert. Hier werden Single-Cell RNA-Seq Analysen uns wertvolle Informationen zu transkriptionellen Veränderungen unterschiedlicher Zellpopulation der Retina und Choroidea in Abhängigkeit des TGFb Signalwegs und mit und ohne Depletion myeloider Zellen liefern.Unsere Analyse des Zusammenspiels endothelialer und myeloider Zellen und deren Einfluss auf Pathomechanismen, die zur CNV-Bildung führen, wird Hinweise auf die Zellpopulation liefern, die das Fortschreiten der Krankheit vorantreibt. Ins besonders die Single -Cell RNA-Seq Analysen werden wichtige Informationen über transkriptionelle Änderungen in den Zelltypen liefern, die die Proliferation und/oder die Störung der Barrieren fördern. Somit werden wir potenzielle neue Therapiemöglichkeiten aufzeigen, die nicht nur im Auge sondern auch darüber hinaus auf Pathologien, die mit Gefäßproliferation und Barrieredestruktion einhergehen, übertragbar sein werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen