Rolle von Autoantikörpern bei Arrhythmogener Kardiomyopathie

• Antragsteller: Professor Dr. Jens Waschke
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503029846

Arrhythmogene Cardiomyopathie (AC) ist eine seltene genetische Herzerkrankung und verursacht plötzlichen Herztod bei jungen Menschen. In 50% sind Mutationen in desmosomalen Proteinen der Glanzstreifen von Kardiomyozyten nachweisbar wie desmoglein (Dsg) 2, desmocollin (Dsc) 2, plakophilin (Pkp) 2, plakoglobin (Pg) und desmoplakin (Dp). Glanzstreifen bestehen aus den Adhäsionskontakten der Desmosomen und Adherens-Junktionen sowie Gap junctions und Natrium-Kanälen für die Erregungsüberleitung. Die Pathogenese der AC ist nur teilweise verstanden und besonders in Fällen ohne nachweisbare Mutation sind die Mechanismen unklar. Kürzlich wurde vorgeschlagen, dass bei AC Autoantikörper gegen Dsg2 vorkommen, die zur Pathoegense beitragen könnten wie dies auch bei der blasenbildenden Hauterkrankung Pemphigus der Fall ist.Das Ziel des Projekts ist die Mechanismen zu untersuchen, über die Autoantikörper zur Pathogenese der AC beitragen. Bei diesen kann eine direkte Hemmung der Dsg2-Haftung von der Induktion von Signalwegen unterschieden werden, die dann indirekt die Kardiomyozyten-Adhäsion und die Erregungsleitung stören. Wie auch bei unseren Studien zu Pemphigus werden wir IgG-Fraktionen von AC-Patienten (AC-IgG) und gesunden Individuen aufreinigen. Mittels Dissoziationsversuchen bestimmen wir dann den Effekt auf die Zellhaftung. In vorläufigen Experimenten haben wir beobachtet, dass zwei AC-IgG die Haftung reduzierten und in zell-freien Rasterkraftmikroskopiestudien (Atomic force microscopy, AFM) die Dsg2-Haftung hemmten. Effekte auf die Dsg2- und N-Cadherin-Haftung werden dann mit der Charakterisierung der Autoantikörper hinsichtlich ihrer Bindung an Glanzstreifen und ihrer Dsg2-Spezifität mittels Immunfärbung, Western blot-Analyse und ELISA korreliert. In einem dritten Teil des Projekts, werden wir ultrastrukturelle Einflüsse auf Glanzstreifen mit Transmissions-Elektronenmikroskopie und STED-Mikroskopie sowie die Erregungsleitung mit Multielektroden-Ansätzen (MEA) und ex-vivo Langendorff-Perfusion von Herzen untersuchen. Wir charakterisieren die durch AC-IgG indizierten Signalwege, da cAMP, p38MAPK, PKC und ERK die Kardiomyozytenhaftung regulieren und GSK3β und NFκB an der AC-Pathogenese beteiligt sind. Daher bestimmen wir, ob diese Signalwege die Zellhaftung, die Ultrastuktur der Glanzstreife und die Erregungsleitung regulieren. Dissoziationsversuche und MEA werden sowohl in kultivierten Kardiomyozyten als auch in murinen kardialen Schnittkulturen durchgeführt. Da die Bildung von aDsg2-Antikörpern unabhängig von der auslösenden Mutation zu sein scheint, werden wir auch Schnittkulturen aus einem Pg-defizienten AC-Modell verwenden, um zu sehen, ob die Mechanismen bei Vorliegen einer Mutation unterschiedlich sind. In einem letzten Teil werden wir abklären, ob ein Dsg2-quervernetzendes Peptid die pathogenen Effekte der Autoantikörper abschwächen kann. Das Projekt wird damit das Verständnis um die Rolle der Autoantikörper in der AC-Pathogenese verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen