Role of the extracellular matrix protein COMP in skin fibrosis - localized scleroderma as a model disease
Final Report Abstract
Cartilage Oligomeric Matrix Protein (COMP) wird in großer Menge in unterschiedlichen fibrotischen Prozessen der Haut (z. B. bei der Sklerodermie, dem desmoplastischen Stroma epithelialer Tumore oder Melanomen, der Lipodermatosklerose) abgelagert und reflektiert die fibrotische Aktivität einiger Erkrankungen. Es ist wesentlich an der Organisation wichtiger Strukturen der extrazellulären Matrix beteiligt. Unsere Ergebnisse der jetzigen Förderperiode konzentrierten sich daher in unterschiedlichen Mausmodellen darauf, im Detail zu zeigen, dass COMP tatsächlich zwei gänzlich unterschiedliche intra- und extrazelluläre Funktionen hat: COMP erfüllt strukturelle Funktionen, indem es im extrazellulären Raum an der räumlichen Anordnung der großen Kollagenfibrillen im Bindegewebe der Dermis, der Kontrolle ihrer mechanischen Eigenschaften und an der Bildung der anchoring plaques beteiligt ist. Diese Funktionen können durch andere Proteine (Kollagen XII, XIV) bei Ausfall von COMP aufgefangen werden. COMP hat jedoch auch wichtige nicht-strukturelle intrazelluläre Funktionen, die für die effiziente Ausschleusung von Kollagenen aus Fibroblasten sorgen. Diese intrazelluläre Rolle von COMP war unerwartet und neu, ist jedoch sehr interessant, da sie für die Produktion großer Mengen an Kollagen von Bedeutung zu sein scheint und so mit der erhöhten COMP- Expression in Situationen hoher Kollagensynthese gut vereinbar ist. Diese Funktion von COMP ist nicht durch redundante Funktionen anderer Proteine abgesichert. In Folgeuntersuchungen gelang es dann, auch das Sequenzmotiv in Kollagenmolekülen zu identifizieren, an das COMP bindet, und es wird interessant sein zu sehen, ob diese Bindungsregion auch für die intrazelluläre Funktion für die Kollagensekretion von Bedeutung ist. Ein anderer Teil der Arbeiten befasste sich mit der Rolle des Kollagen XII als weiterer Bindungspartner von COMP in der Haut, das gemeinsam mit COMP an der Ausbildung der anchoring plagues beteiligt ist. Es wurde klar, dass Kollagen XII im Granulationsgewebe von heilenden Wunden in sehr großer Menge abgelagert wird und den Reparaturprozess vor allem durch die Regulation der Polarisierung und Funktion von Makrophagen beeinflusst. Zusammenfassend war es somit möglich zu zeigen, dass COMP nicht nur ein Marker für fibrotische Aktivität ist, sondern es als ein funktionell kritisches Protein für die Aufrechterhaltung der Homöostase der Dermis zu identifizieren. Eine Hemmung der COMP Aktivitäten könnte somit einen erfolgversprechenden neuen therapeutischen Ansatz darstellen.
Publications
- Molecular and cellular basis of scleroderma. J Mol Med 92, 913-924, 2014
Eckes B, Moinzadeh P, Sengle G, Hunzelmann N, Krieg T
(See online at https://doi.org/10.1007/s00109-014-1190-x) - COMP-assisted collagen secretion - a novel intracellular function required for fibrosis. J Cell Sci 129, 706-716, 2016
Schulz JN, Nüchel J, Niehoff A, Bloch W, Schönborn K, Kamper M, Brinckmann J, Plomann M, Paulsson M, Krieg T, Zaucke F, Eckes B
(See online at https://doi.org/10.1242/jcs.180216) - German guidelines for the diagnosis and therapy of localized scleroderma. J Dtsch Dermatol Ges 14, 199-216, 2016
Kreuter A, Krieg T, Worm M, Wenzel J, Moinzadeh P, Kuhn A, Aberer E, Scharffetter-Kochanek K, Horneff G, Reil E, Weberschock T, Hunzelmann N
(See online at https://doi.org/10.1111/ddg.12724) - Deep proteome profiling reveals common prevalence of MZB1-positive plasma B cells in human lung and skin fibrosis. Am J Respir Crit Care Med 196, 1298-1310, 2017
Schiller HB, Mayr CH, Leuschner G, Strunz M, Staab-Weijnitz C, Preisendörfer S, Eckes B, Moinzadeh P, Krieg T, Schwartz DA, Hatz RA, Behr J, Mann M, Eickelberg O
(See online at https://doi.org/10.1164/rccm.201611-2263OC) - Defining skin ulcers in systemic sclerosis: Systematic literature review and proposed World Scleroderma Foundation (WSF) definition. J Scleroderma Relat Disord 2,115-120, 2017
Suliman YA, Bruni C, Johnson SR, Praino E, Alemam M, Borazan N, Cometi L, Meyers B, Khanna D, Allanore Y, Baron M, Krieg T, Herrick A, Afonso A, Distler O, Kafaja S, Denton CP, Matucci- Cerinic M, Furst DE
(See online at https://doi.org/10.5301/jsrd.5000236) - European Dermatology Forum S1-guideline on the diagnosis and treatment of sclerosing diseases of the skin, Part 1: Localized scleroderma, systemic sclerosis and overlap syndromes. J Eur Acad Dermatol Venereol 31, 1401-1424, 2017
Knobler R, Moinzadeh P, Hunzelmann N, Kreuter A, Cozzio A, Mouthon L, Cutolo M, Rongioletti F, Denton CP, Rudnicka L, Frasin LA, Smith V, Gabrielli A, Aberer E, Bagot M, Bali G, Bouaziz J, Braae Olesen A, Foeldvari I, Frances C, Jalili A, Just U, Kähäri V, Kárpáti S, Kofoed K, Krasowska D, Olszewska M, Orteu C, Panelius J, Parodi A, Petit A, Quaglino P, Ranki A, Sanchez Schmidt JM, Seneschal J, Skrok A, Sticherling M, Sunderkötter C, Taieb A, Tanew A, Wolf P, Worm M, Wutte NJ, Krieg T
(See online at https://doi.org/10.1111/jdv.14458) - European dermatology forum S1-guideline on the diagnosis and treatment of sclerosing diseases of the skin, Part 2: Scleromyxedema, scleredema and nephrogenic systemic fibrosis. J Eur Acad Dermatol Venereol 31, 1581-1594, 2017
Knobler R, Moinzadeh P, Hunzelmann N, Kreuter A, Cozzio A, Mouthon L, Cutolo M, Rongioletti F, Denton CP, Rudnicka L, Frasin LA, Smith V, Gabrielli A, Aberer E, Bagot M, Bali G, Bouaziz J, Braae Olesen A, Foeldvari I, Frances C, Jalili A, Just U, Kähäri V, Kárpáti S, Kofoed K, Krasowska D, Olszewska M, Orteu C, Panelius J, Parodi A, Petit A, Quaglino P, Ranki A, Sanchez Schmidt JM, Seneschal J, Skrok A, Sticherling M, Sunderkötter C, Taieb A, Tanew A, Wolf P, Worm M, Wutte NJ, Krieg T
(See online at https://doi.org/10.1111/jdv.14466) - Pathophysiological mechanisms in sclerosing skin diseases. Front Med (Lausanne) 4, 120, 2017
Eckes B, Wang F, Moinzadeh P, Hunzelmann N, Krieg T
(See online at https://doi.org/10.3389/fmed.2017.00120) - COMP and TSP-4 interact specifically with the novel GXKGHR motif only found in fibrillar collagens. Sci Rep 8, 17187-17199, 2018
Gebauer JM, Köhler A, Dietmar H, Gompert M, Neundorf I, Zaucke F, Koch M, Baumann U
(See online at https://doi.org/10.1038/s41598-018-35447-8) - New developments on skin fibrosis - Essential signals emanating from the extracellular matrix for the control of myofibroblasts. Matrix Biol 68-69, 522-532, 2018
Schulz JN, Plomann M, Sengle G, Gullberg D, Krieg T, Eckes B
(See online at https://doi.org/10.1016/j.matbio.2018.01.025) - Scleroderma renal crisis (SRC): Risk factors for an increasingly rare organ complication. J Rheumatol. 2019 Apr 1
Moinzadeh P, Kuhr K, Siegert E, Blank N, Sunderkoetter C, Henes J, Krusche M, Schmalzing M, Worm M, Schmeiser T, Günther C, Aberer E, Susok L, Riemekasten G, Kreuter A, Zeidler G, Juche A, Hadjiski D, Mueller-Ladner U, Gaebelein-Wissing N, Distler JHW, Sárdy M, Krieg T, Hunzelmann N
(See online at https://doi.org/10.3899/jrheum.180582)
