Pathophysiologische Untersuchungen in neonatalen Trachealflüssigkeit-basierten mesenchymalen Stammzellen und im Tiermodell zur Erforschung von Pbx1 und anderen Kandidatengenen der angeborenen Zwerchfellhernie.

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Richard Wagner
• Fachliche Zuordnung: Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461188606

Unser Ziel ist es mit diesem Vorhaben die Rolle des Transkriptionsfaktors Pbx1 bei pathophysiologischen Vorgängen der angeborenen Zwerchfellhernie (CDH) im Zellmodell und verschiedenen Tiermodellen zu erforschen. Die CDH ist charakterisiert durch einen bereits im Embryonalstadium entstehenden Defekt im Zwerchfell, welcher mit Lungenhypoplasie und persistierender pulmonaler Hypertension einhergeht. Die weiterhin hohe Mortalität (30 - 50%) der Kinder hängt zum Großteil vom Schweregrad der Lungenhypoplasie ab, deren pathobiologische Grundlagen bisher unklar sind. In genomweiten Assoziationsstudien wurde der Transkriptionsfaktor Pbx1 als Kandidatengen in Patienten mit CDH identifiziert. Knockdown von Pbx1 im Mausmodell resultiert in pulmonaler Hypoplasie und Hypertension wie bei CDH Patienten, während eine direkte Stimulation von downstream-targets das Wachstum betroffener Lungen korrigiert. Pbx1 scheint damit die normale Lungenentwicklung zu regulieren und ist bis nach der Geburt in entwickelnden Lungen exprimiert. Daher ist es potentiell als therapeutisches Target bei Lungenhypoplasie und CDH relevant. Unser Ziel ist es mithilfe von Zellmodellen, welche mesenchymale Stammzellen aus Trachealaspiraten von Neugeborenen mit CDH und „lungengesunden“ Kontrollen nutzen, die Rolle von Pbx1 bei der normalen und abnormalen Lungenentwicklung zu untersuchen und verschiedene mechanische Experimente durchzuführen. Dazu werden wir CRISPR/Cas9 vermittelte Pbx1 knockdowns in pulmonalen mesenchymalen Stammzellen induzieren und untersuchen wie sich diese auf die Morphologie sowie epigenetische Signatur dieser Zellen auswirkt. Durch Proteom-Analysen werden wir außerdem die Auswirkungen des knockdowns auf Proteinebene studieren. Weiter sollen unterdessen aus einer großen Kohorte mit CDH Patienten identifizierte zusätzliche neue Kandidatengene auf ähnliche Weise analysiert werden. Zuletzt werden wir versuchen über Proteininteraktions-Netzwerke Signalwege zu ermitteln, welche bei CDH beeinflusst sind und diese über therapeutische Interventionen entsprechend zu korrigieren.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Patricia K. Donahoe