Funktionale Charakterisierung eines neuen, mittels Exomsequenzierung identifizierten Kandidatengens für hereditäre zerebrale kavernöse Gefäßfehlbildungen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ute Felbor
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246242579

Zerebrale kavernöse Malformationen (CCM) sind Blutgefäßfehlbildungen des zentralen Nervensystems, die häufig in der zweiten bis vierten Lebensdekade zu chronischen Kopfschmerzen, schwer therapierbaren Krampfanfällen und auch hämorrhagischen Schlaganfällen mit nachfolgenden neurologischen Funktionsausfällen führen. Die Prävalenz liegt bei 0.5%. Kavernome treten isoliert oder familiär mit autosomal-dominantem Erbgang auf. Die erbliche Form wird durch Mutationen in mindestens drei Genen verursacht, die in den Jahren 1999 (CCM1), 2003 (CCM2) und 2005 (CCM3) erstmals beschrieben wurden. Den Genen CCM1-3 konnte erst durch die Identifizierung humaner Mutationen und durch nachfolgende funktionale Analysen eine essentielle Rolle in der Vaskulo- und Angiogenese zugewiesen werden. Vorliegendes Projekt zielt auf die Charakterisierung eines neuen, durch Exomsequenzierung bereits von der Arbeitsgruppe der Antragstellerin identifizierten CCM-Gens. Funktionen und Struktur des Genprodukts sind bislang unbekannt. Knockdown-Studien in Zebrafischembryonen bestätigten jedoch einen vaskulären Phänotyp, vergleichbar dem von ccm1- und ccm2-Zebrafischmutanten, und damit wichtige in vivo-Funktionen des Genprodukts für die Gefäßreifung und die Gefäßintegrität. Deswegen wird derzeit mittels der TALEN-Technik eine Fischlinie etabliert, die eine stabile, trunkierende Mutation im Kandidatengen trägt. Diese Fischlinie wird zu Beginn des vorgeschlagenen Projekts zur Verfügung stehen und dann detailliert analysiert werden. Anschließend sollen biologische Effekte auf die Migration, Proliferation, Tube Formation und die Apoptose-Resistenz von Endothelzellen in vitro mit bewährten Methoden der hocheffizienten adenoviralen Transduktion, der RNA-Interferenz und der Überexpression in humanen Nabelschnurvenen-Endothelzellen weiter spezifiziert werden. Zur Aufklärung molekularer Pathomechanismen und zur Einordnung in biologische Signalwege sollen darüber hinaus mit Hilfe des Yeast Two-Hybrid Systems und der PamChip Tyrosin Kinase Arrays Interaktionspartner identifiziert werden. Schließlich soll die TALEN-Technik vom Zebrafisch-Angiogenese-Modellsystem in humane Endothelzellkulturen übertragen werden, um mehrere Kandidatengene aus der bereits erfolgten Exomanalyse von vier isolierten, bislang mutationsnegativen CCM-Fällen einem funktionalen Vorscreen zuführen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Andreas Fischer; Professor Dr. Stefan Schulte-Merker