Korrektur des genetischen Defektes mittels Zinkfingernukleasen (ZFN) bei der GM1-Gangliosidose des Alaskan Husky

• Applicants: Professor Wolfgang Baumgärtner, Ph.D.; Professor Dr. Klaus Schughart
• Subject Area: Veterinary Medical Science
• Term: from 2010 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 166218560

Eigene umfängliche molekulare Untersuchungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass die Ursacheder GM1-Gangliosidose beim Alaskan Husky in einer 19bp Duplikation innerhalb des Exon 15 derkaninen sauren (-Galaktosidase (GLB1) liegt. Dieser genetische Defekt hat eine dramatischeReduktion der sauren (-Galaktosidase-Aktivität bei homozygot kranken Tieren zur Folge.Ausgehend von diesen Befunden bildet die Hypothese, dass eine Reparatur des mutierten Gensmittels Zinkfingernukleasen (ZFN) induzierten DNA Doppel-Strangbrüchen und homologerRekombination (DSB-HR) mit einer spezifischen DNA-Matrize möglich ist, die Grundlage für dievorgesehene Studie. Während die meisten Ansätze zur Behandlung lysosomalerSpeicherkrankheiten zur Zeit auf der Wiederherstellung des normalen Phänotyps durch Einfügendes Wildtyp-Gens beruhen, finden sich nur wenige Studien, die eine Reparatur des defekten Gensanstreben. Diese „klassischen“ Wiederherstellungs-Therapieansätze weisen allerdings spezifischeNachteile wie z.B. ein abnormales Expressionsniveau, aleatorisches Einfügen des exogenen Genssowie die Notwendigkeit einer regelmäßigen Wiederholung der Therapie zur Aufrechterhaltung desWildtyp-Phänotyps auf. In diesem Zusammenhang stellt die Wiederherstellung des Wildtyp-Genotyps durch Geneditierung eine innovative dauerhafte Alternative dar. Es ist daher das Zieldieses Projektes, die Wiederherstellung des Wildtyp (-Galaktosidase-Gens in einem kaninenModell der GM1-Gangliosidose in vitro durchzuführen und die Validität dieses therapeutischenAnsatzes aufzuzeigen. Hierzu sollen polyzistronische Expressionsvektoren, die ZFN und repairtemplates beinhalten, mittels eines lentiviralen Vektors in kanine Fibroblasten eingeführt und diemutierte Gensequenz repariert werden. Um die Möglichkeiten einer Genreparatur imGesamtorganismus studieren zu können, sollen lentivirale Genvektoren in genetisch veränderteMäuse (Glb1-/-, Tg(canGLB1mut)) eingeführt werden, die das kanine mutierte Glb1mut Allel alsTransgen auf einem Glb1-defizienten (Glb1-/-) Hintergrund tragen. Die erfolgreiche Umsetzungdieses Versuchsvorhabens wird Wege für neue therapeutische Strategien zur Behandlung vonErbkrankheiten bei Mensch und Tier aufzeigen.

• DFG Programme: Research Grants