Veränderte zelluläre Kompartimentalisierung als potenzieller Pathomechanismus für eine CKD.

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfram Antonin; Professor Dr. Marcus Möller
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445703531

Wie vom Antragsteller Antonin gezeigt, verursachen gewisse genetische Mutationen in Proteinen der Kernpore (NPC) eine Podozytopathie und Podozytenverlust, was zu fokaler und segmentaler Glomerulosklerose (FSGS) und chronischer Nierenerkrankung (CKD) in Patienten führt. NPCs regulieren den Transport und die Verteilung von Proteinen zwischen Zellkerninnerem und Zytoplasma. In Neuronen ist diese Proteinverteilung beeinträchtigt, wenn NPCs mutiert sind, aber solch eine Miskompartimentalisierung kann auch bei Krankheiten und während des physiologischen Alterns auftreten. Der Podozyt ist eine kritische Zelle in der Niere, die nicht ersetzt werden kann, da sie sich ähnlich wie Neuronen nicht teilt. Bei den meisten glomerulären Erkrankungen sowie bei der physiologischen Alterung gehen Podozyten aus noch unbekannten Gründen verloren. In diesem Projekt soll untersucht werden, ob eine gestörte NPC-Funktion, die zu einer Fehllokalisierung von Proteinen führt, mit einem Verlust von Podozyten assoziiert ist und diesen ggf. sogar erklären kann, und zwar sowohl bei physiologischer Alterung als auch bei glomerulären Erkrankungen. In diesem Projekt werden wir1.) den Nutzen der nukleär-zytoplasmatischen Protein Ratio (NCR) als diagnostischer Marker untersuchen. Hierzu werden wir die Verteilung bekannter nukleärer und zytoplasmatischer Markerproteine in Podozyten in gealterten Mäusen und in einem Rattenstamm mit einer genetischen Form der FSGS sowie in menschlichen Nierenbiopsien durch Immunfärbungen untersuchen. 2.) Podozyten aus transgenen Mäusen isolieren, um die subzellulären Proteome zu analysieren und um neue Markerproteine mit einer gestörten Verteilung zwischen Kern und Zytoplasma im Alter oder bei glomerulären Erkrankungen zu identifizieren. 3.) Methoden entwickeln, um die Proteinverteilung zwischen Kern und Zytoplasma in etablierten in-vitro-Assays zu manipulieren und eine defekte Kern/Zytoplasma-Kompartimentierung zu korrigieren. 4.) in Ratten- und Mausmodellen testen, ob diese Manipulationen das Fortschreiten der Krankheit lindern und die CKD abschwächen oder verhindern können.5.) die mögliche Rolle des NCR und des Verlusts der Kompartimentierung auch im tubulären Kompartiment untersuchen, insbesondere in proximalen tubulären Zellen alternder Mäuse sowie bei akutem Nierenversagen.Zusammenfassend möchten wir in diesem Projekt einen neuartigen potentiellen Pathomechanismus einer gestörten NPC-Permeabilität in Podozyten analysieren, der phänotypisch zu einem progressiven Podozytenverlust und nachfolgender FSGS führt. Wir werden seinen diagnostischen Nutzen, seine Relevanz für den Phasenübergang zur CKD bei physiologischer Alterung und akutem Nierenversagen untersuchen und erste pharmakologische Interventionen in Maus- und Rattenmodellen durchführen.

• DFG-Verfahren: Klinische Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: KFO 5011: Integration neuer Methoden zur Verbesserung von translationaler Nierenforschung
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Tammo Ostendorf