Rettung des assoziativen motorischen Lernens bei Mäusen mit Spinocerebellärer Ataxie Typ 6

• Antragstellerin: Professorin Dr. Melanie D. Mark
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Modelle zum Verständnis von Erkrankungen des Nervensystems
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 511099028

Spinocerebelläre Ataxie Typ 6 (SCA6) ist eine progressive, degenerative neurologische Störung, die durch ihren späten Beginn und eine fast reine Kleinhirnataxie gekennzeichnet ist, die durch eine erweiterte CAG-Wiederholung im Exon 47 des Calciumkanal-Gens vom P/Q-Typ verursacht wird. Der Carboxyterminus (CT) der Alpha-Untereinheit des Calciumkanals vom P/Q-Typ (a1ACT) enthält die CAG-Wiederholungen und wird von einer IRES (intragene interne Ribosomeneintrittsstelle) innerhalb der CACNA1A übersetzt, was zu einer stabileren erkrankten CT führt (a1ACTSCA6) Peptidfragment, das sich spezifisch in cytosolischen und in geringerem Maße in nuklearen Purkinje-Zellen (PC)-Proteinaggregaten von SCA6-Patienten anreichert. Diese erkrankten CT-Fragmente können möglicherweise als dominante negative Mutante wirken, um die normalen Wechselwirkungen zwischen Calciumkanälen vom P/Q-Typ und seinen Substraten (Bindungspartnern) zu stören, was schließlich zum SCA6-Krankheitszustand führt. Frühere Arbeiten zeigten, dass die GABAerge Arzneimittelbehandlung (ie Gabapentin, Pregabalin oder Baclofen) von Patienten mit kortikaler Kleinhirnatrophie und SCA1-Mäusen ihre ataxischen Symptome verbesserte. Zusammengenommen implizieren diese Studien eine Fehlfunktion von GABABR bei Ataxie. In dieser Studie möchten wir die spezifischen Proteinziele und Second-Messenger-Pfade identifizieren, die a1ACTSCA6 beeinträchtigt, damit wir GPCR-spezifische optogenetische Werkzeuge entwickeln können, um das assoziative motorische Lernen aus der Kleinhirnrinde zu retten. Unsere vorläufigen EBC-Daten (Eye Blink Conditioning), bei denen wir eine teilweise Wiederherstellung der EBC-Reaktionen mit Lichtaktivierung des optogenen GABABR-Tools bei SCA6-Mäusen zeigen, legen nahe, dass a1ACTSCA6 den Gi/o-Weg des GABABR oder seiner nachgeschalteten Effektoren stört. Um zu zeigen, dass a1ACTSCA6 die normale GABABR-Funktion stört, werden wir die Gi/o-induzierte GIRK-Aktivität in Gegenwart von a1ACTSCA6 im Vergleich zur Kontrolle a1ACT nach GABABR-Stimulation messen. Zweitens möchten wir eine direkte Wechselwirkung zwischen a1ACTSCA6 und GABABR durch Immunpräzipitationstests (IP) aus Kleinhirnlysaten von a1ACTSCA6-exprimierenden Mäusen zeigen. Anschließend möchten wir untersuchen, ob das lichtaktivierten GABABR gestörte LTD in a1ACTSCA6-exprimierenden PCs wiederherstellen kann, indem die LTD-Induktion an den PF-PC-Synapsen in Gegenwart des lichtaktivierten GABABR gemessen wird. Zuletzt würden wir mit unserem lichtaktivierten GABABR in SCA6-Mäusen SCA6-ähnliche Symptome für das assoziative motorische Lernen lindern. Diese Studien werden möglicherweise ein nützliches therapeutisches Instrument für SCA6-Patienten darstellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen