Die Rolle von DNASE1L3 und deren endogenem Substrat, Mikropartikel-assoziiierter DNA, in der Pathogenese von humanem Systemischen Lupus erythematodes sowie experimenteller Systemischer Sklerose

• Antragsteller: Dr. Johannes Hartl
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie ; Rheumatologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392513356

Die Bildung von Autoantikörpern gegen DNA wird allgemein als zentraler Faktor in der Pathogenese von Systemischem Lupus erythematodes (SLE) angesehen. Dabei scheint eine verringerte Clearance von DNA aus apoptotischen Zellen die Antikörperbildung zu triggern. Jedoch völlig unklar ist, in welcher physikalischen Form DNA als Selbstantigen in der SLE-Pathogenese fungiert.Hypomorphe Varianten der sezernierten Desoxyribonuklease DNASE1L3 sind sowohl mit Systemischer Sklerose (SSc) als auch mit SLE assoziiert. Boris Reizis et al. konnten anhand eines SLE Mausmodells ein Erklärungsmodell hierfür liefern: Zirkulierende Mikropartikel enthalten DNA-Bestandteile apoptotischer Zellen und exprimieren diese an der Membranoberfläche. Dies ermöglicht die Erkennung durch autoreaktive B-Zellen sowie die Bindung von Antikörpern. Zirkulierende DNASE1L3 scheint auf einzigartige Weise in der Lage zu sein, Mikropartikel-DNA zu verdauen und somit deren Funktion als Autoantigen zu unterbinden. Hervorzuheben ist, dass dieses Modell einen extrazellulären Mechanismus beschreibt, bei dem ein sezerniertes Enzym zur Aufrechthaltung von immunologischer Selbsttoleranz beiträgt. Somit eignet sich dieses Modell unmittelbar zur Generierung von Therapieansätzen. Das allgemeine Ziel dieses Projekts ist daher, die Rolle von DNASE1L3 und deren endogenem Substrat, Mikropartikel-assoziierter DNA, bei SLE und SSc zu untersuchen. Dies soll im Rahmen von zwei Projekten erfolgen.Projekt 1 untersucht die Rolle von Mikropartikel-DNA als Antigen bei humanem SLE.Über 400 Patientenproben sowie gesunde Probanden sollen u.a. hinsichtlich DNASE1L3-Aktivität, Antikörperbeladung von Mikropartikeln und DNA-Konzentration in Mikropartikeln untersucht werden. Folgende Hypothesen sollen dabei untersucht werden:i ) Autoantikörperbindung an Mikropartikel-DNA tritt bei SLE Patienten aber nicht bei gesunden Probanden auf, ii) Die DNA Konzentration in zirkulierenden Mikropartikeln ist bei SLE erhöht und korreliert mit einer reduzierten DNASE1L3-Aktivität sowie mit der Autoantikörperbeladung von Mikropartikeln, iii) Autoantikörper gegen Mikropartikel-assoziierte DNA treten früh in der Krankheitsentstehung auf bzw. sind prädiktiv für die Schwere der Ausprägung.Projekt 2 untersucht die Rolle und therapeutische Funktion von DNASE1L3 bei SSc im Mausmodell.Der Effekt von verminderter DNASE1L3-Aktivität soll im Bleomycin-induzierten Mausmodell sowie in einem genetischem SSc-Modell untersucht werden. Durch die Administration von DNASE1L3 in Form eines für DNASE1L3-kodierenden Adenovirus Vektors soll die therapeutische Funktion von DNASE1L3 untersucht werden.Im Detail sollen folgende Hypothesen getestet werden: i) DNASE1L3-Defizienz führt zu einer verstärkten Ausprägung von SSc-Merkmalen, ii) DNASE1L3-Aktivität, DNA-Konzentration in Mikropartikeln und die Beladung von Mikropartikeln mit Autoantikörpern korrelieren mit SSc-Merkmalen, und iii) DNASE1L3 verhindert die Ausprägung von SSc-typischen Merkmalen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Boris Reizis, Ph.D.