Mechanismen lang andauernder VEGF-Exposition auf die Blut-Retina-Schranke: Implikationen zur Behandlung des diabetischen Makulaödems

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Martin Busch; Dr. Heidrun Deißler; Professor Dr. Matus Rehak; Professor Dr. Andreas Stahl
• Fachliche Zuordnung: Augenheilkunde
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 532772298

Sozioökonomisch hoch relevante Erkrankungen wie das diabetische Makulaödem sind mit der erhöhten Expression des Wachstumsfaktors „vascular endothelial growth factor A“ (VEGFA) im Glaskörper assoziiert. Die Therapie mittels intravitreal injizierter VEGF-bindender Proteine ist häufig erfolgreich, aber die Ursache eines sogenannten Therapieversagens, das bei einer erheblichen Anzahl der Patienten beobachtet wird, ist ungeklärt. Da die Therapie oft monatlich wiederholt werden muss, sind Belastung für alle Beteiligten, sowie kumulative Risiken durch wiederholte intravitreale Injektionen erheblich. Durch ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen können Therapieansätze entwickelt werden, die eher die Ursache als die Endstrecke der Erkrankung zum Ziel haben. VEGFA erhöht die Permeabilität der durch retinale Endothelzellen gebildeten inneren Blut-Retina-Schranke. Wir konnten zeigen, dass diese Störung maßgeblich mit einer verminderten Expression des Tight-junction-Proteins Claudin-1 einhergeht und durch spezifische Hemmung der durch VEGFA induzierten Signaltransduktion nur vorrübergehend rückgängig gemacht werden kann; ganz passend zum klinischen Bild der nur temporären Wirkung der VEGF-Antagonisten. Wir fanden auch, dass VEGFA das Expressionsprofil im Endothel spezifisch exprimierter mikroRNAs verändert, was möglicherweise auch erklärt, wie der Wachstumsfaktor die innere Blut-Retina-Schranke moduliert. Jetzt möchten wir den Mechanismus der durch eine VEGFA Langzeitexposition induzierten Permeabilitätssteigerung retinaler Endothelzellen genauer aufklären, um so neue und kausalere Angriffsziele für eine Therapie des Makulaödems zu identifizieren. Dazu untersuchen wir, welche Proteinkinasen in retinalen Endothelzellen durch Langzeitexposition mit VEGFA anhaltend aktiviert sind, welche Proteine am Abbau des Tight-Junction-Proteins Claudin-1 beteiligt sind, wie die Expression verschiedener mikroRNAs durch Langzeitexposition mit VEGFA verändert wird und ob die Störung der inneren Blut-Retina-Schranke durch mikroRNA-silencing moduliert werden kann. Die geplante experimentelle Vorgehensweise modelliert dabei die Therapie eines bereits existierenden Makulaödems, welches durch länger andauernde Exposition gegenüber VEGFA entstanden ist. Damit spiegelt dieser Ansatz die klinische Realität wider, in der eine Therapie des Makulaödems meist erst beginnt, wenn dieses einige Zeit bestanden hat. Zur Anwendung kommt unter anderem ein Organon-on-chip-Modell, das die in vivo-Situation der unter Strömung stehenden retinalen Endothelzellen sehr gut abbildet. Neben einer immortalisierten Zelllinie retinaler Endothelzellen verwenden wir primäre humane retinale Endothelzellen, auch in Kokultur mit retinalen Perizyten, um eine gute Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die klinische Praxis zu gewährleisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen