Eine neue Generation Gehirn-endothelial zielgerichteter Gentherapievektoren zur Behandlung neuroinflammatorischer Erkrankungen

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Schwaninger; Professor Dr. Martin Trepel
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Virologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262101348

• Erstellungsjahr: 2017

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Eine Gentherapie von Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS) wird dadurch erschwert, dass systemisch verabreichte Genvektoren meist nicht durch die Bluthirnschranke dringen. Alternativ könnten Vektoren direkt in das ZNS injiziert werden, wodurch allerdings Komplikationen, wie intrazerebrale Blutungen, entstehen könnten. Ein neuartiger nicht-invasiver Ansatz könnte darin bestehen, die Bluthirnschranke als eigentliches Ziel der Gentherapie zu nutzen. Eine solche gentherapeutische Strategie wurde realisierbar, nachdem in Vorarbeiten ein mutiertes Kapsid des adeno-assoziierten Virus (AAV) gefunden worden war, das AAV-Vektoren nach intravenöser Injektion in Gehirnendothelzellen dirigiert. Wir wollten in diesem Projekt den Nutzen des neuen gehirnendothel-selektiven Vektors AAV-BR1 testen. Erste Versuche, eine inflammatorische Reaktion im ZNS von Mäusen mit AAV-BR1-basierten Vektoren zu mindern oder die Bluthirnschranke abzudichten, misslangen, möglicherweise weil die komplexe Pathophysiologie bei neuro-inflammatorischen Erkrankungen nicht ohne weiteres auf ein einzelnes Gen zu reduzieren ist. Wir wandten uns deshalb einer monogenetischen Erkrankung der Bluthirnschranke zu, der Incontinentia pigmenti. Durch inaktivierende Mutationen des Nemo-Gens kommt es bei Incontinentia pigmenti zu einem Untergang von Gehirnendothelzellen und zu einer Störung der Bluthirnschranke. Wenn wir das fehlende Gen durch einen AAV-BR1-Vektor ersetzten, konnten wir den Gefäßuntergang verhindern. Auf diese Weise wurde auch eine Störung der Bluthirnschranke vermieden. Interessanterweise führte die Therapie zu einer deutlichen Reduktion der epileptischen Anfälle. Zusammenfassend gelang in der Studie der Nachweis, dass eine gezielte Transduktion von Gehirnendothelzellen ein möglicher Therapieansatz für neurologische Erkrankungen sein kann, zumindest dann, wenn die Pathologie vorwiegend die Gefäße betrifft.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• A brain microvasculature endothelial cell-specific viral vector with the potential to treat neurovascular and neurological diseases. Embo Mol Med. 2016; 1;8(6):609-25
  Körbelin J, Dogbevia G, Michelfelder S, Ridder D, Hunger A, Wenzel J, Seismann H, Lampe M, Bannach J, Pasparakis M, Kleinschmidt J, Schwaninger M, Trepel M
  (Siehe online unter https://doi.org/10.15252/emmm.201506078)
• Vascular-targeted recombinant adeno-associated viral vectors for the treatment of rare diseases. Rare Dis. 2016; e1220470
  Körbelin J, Schwaninger M, Trepel M
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1080/21675511.2016.1220470)
• Gene therapy decreases seizures in a model of Incontinentia Pigmenti. Annals of Neurology, Vol. 82. 2017, Issue 1, pp. 93-104.
  Dogbevia G, Töllner K, Körbelin J, Bröer S, Ridder D, Grasshoff H, Brandt C, Wenzel J, Straub B, Trepel M, Löscher W, Schwaninger M
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1002/ana.24981)