Untersuchungen zur Bedeutung der Neutrophilen Elastase bei kogenitalen Neutropenien

• Applicant: Dr. Carmela Beger
• Subject Area: Pediatric and Adolescent Medicine
• Term: from 2006 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5395301

Bei Patienten, die an schwerer angeborener Neutropenie oder zyklischer Neutropenie erkrankt sind, wurden heterozygote Mutationen im Gen der Neutrophilen Elastase (HNE) gefunden. Der zugrundeliegende Pathomechanisrnus ist jedoch bisher unklar. Mit Hilfe eines induzierbaren Expressionssystems konnten wir zeigen, dass mutante HNE Proteine eine Unterbrechung der intrazellulären Prozessierung bedingen, die zur zytoplasmatischen Akkumulation von funktioneil inaktiven Proteinen führt. Die Analyse von primären Granulozyten von Patienten, die an einer schweren kongenitalen Neutropenie erkrankt sind und bei denen spezifische Mutationen im Neutrophile Elastase Gen gefunden wurden, ergaben ein vergleichbares intrazelluläres Verteilungsmuster mit einer zytoplasmatischen Akkumulation der mutierten HNE Proteine. Weiterhin zeigte sich nach Expression von mutierter HNE im U937 Zellsystem eine signifikant erhöhte Apoptoserate der Zellen, die vermuten läßt, daß die Unterbrechung der intrazellulären Proteinprozessierung zelluläre Stressantworten induziert. Im vorliegenden Forschungsvorhaben sind zunächst weitere Untersuchungen vorgesehen, in denen die funktionellen Auswirkungen der Expression mutierter Varianten der Neutrophilen Elastase weiterführend analysiert werden sollen. Da unsere bisherigen Daten vermuten lassen, daß die Expression von mutierter HNE zu einer Stressantwort des endoplasmatischen Retikulums fuhren (¿unfolded protein response ), sollen insbesondere die daraus resultierenden Regulationswege weitergehend untersucht werden. Darüber hinaus sollen die Signifikanz und funktioneile Konsequenzen dieser Veränderungen in primären myeloischen Zellen, die mtHNE exprimieren, analysiert werden. Schließlich soll untersucht werden, ob eine Inhibition der ER-Stress-Antwort durch pharmakologische oder synthetische Chaperone und andere in den Regulationsweg interagierende Moleküle eine funktionelle Korrektur des Phänotypes bewirken kann.

• DFG Programme: Clinical Research Units
• Subproject of: KFO 110: Stem Cell Transplantation and Immunmodulation - Development of Molecular Therapeutic Strategies in Pediatrics
• Participating Person: Professor Dr. Karl Welte