Modulation von RUNX1-abhängigen regulatorischen Element in kardialen Fibroblasten

• Antragsteller: Professor Dr. Ralf Gilsbach
• Fachliche Zuordnung: Kardiologie, Angiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558598989

Die Ausbildung einer kardialen Fibrose ist charakteristisch für viele Herzerkrankungen. Im betroffenen Myokard kann fibrotisches Narbengewebe apoptotische Zellen ersetzen und die strukturelle Integrität des Myokards stabilisieren. Auf der anderen Seite wirkt sich eine überschießende Fibrose negativ auf die Herzfunktion aus. In beiden Fällen ist die Aktivierung von Fibroblasten von entscheidender Bedeutung. Transkriptionsfaktoren wie RUNX1 (Transkriptionsfaktor 1 der RUNX-Familie) sind zentrale Schalter der Fibroblastenaktivierung, da sie die Aktivität von regulatorischen Elementen im Genom modulieren und profibrotische Genexpressionsprogramme aktivieren. Diese Aktivierungssignale können sich im Epigenom der Fibroblasten manifestieren und die Aktivität von regulatorischen Elementen langfristig fördern. Ziel dieses Projekts ist die Stufen der Fibroblastenaktivierung auf epigenetischer und transkriptioneller Ebene für verschiedene Erkrankungsmodelle aufzuklären und die zu Grunde liegenden transkriptionellen Mechanismen mit CRISPR-basierten Methoden zu beeinflussen. Hierbei soll der Fokus auf RUNX1-abhängigen regulatorischen Elementen liegen. Im ersten Arbeitspaket werden wir multimodale Einzelzell- und räumliche Genexpressionsanalysen durchführen, um sowohl gemeinsame als auch spezifische Aktivierungsschritte von Fibroblasten in verschiedenen Krankheitsmodellen auf transkriptioneller und auf epigenetischer Ebene aufzuklären. Hierbei werden wir Fibroblasten genetisch markieren, um sie von anderen kardialen Zellen abgrenzen zu können. Wir werden alle kardialen Zellen in diese Untersuchungen einbeziehen, um die heterozellulären Mechanismen der Fibrose analysieren zu können. Im zweiten Arbeitspaket werden wir CRISPR-basierte Methoden nutzen, um die Aktivität und die räumliche Interaktion von RUNX1-abhängigen regulatorischen Element zu beeinflussen. Um die hierfür erforderlichen Konstrukte effizient in Fibroblasten einzubringen, werden wir Adeno-assoziierte virale Systeme verwenden und weiter optimieren. Dies wird es erlauben regulatorische Elemente in Fibroblasten zu modulieren, um die Manifestierung einer kardialen Fibrose zu beeinflussen. In diese Untersuchungen werden wir insbesondere RUNX1-abhängige regulatorische Elemente einschließen, die wir in unseren Vorarbeiten nachgewiesen haben oder im Arbeitspaket 1 identifizieren werden. Den Effekt der CRISPR-basierten Modulation werden wir sowohl auf epigenetischer Ebene als auch auf funktioneller Ebene in vitro und in vivo untersuchen. Zusammenfassend wird dieses Projekt die transkriptionellen und epigenetischen Mechanismen der Fibroblastenaktivierung aufklären und wird distale regulatorische Elemente als steuerbare Schalter der Fibroblastenaktivierung identifizieren. Fernziel ist es mit diesen Methoden die Entstehung und die Eigenschaften der kardialen Fibrose zu beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen