Hemmung der ICAM-1-Genexpression durch Triplehelix-bildende Oligonukleotide in epidermalen Keratinozyten

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Degitz
• Fachliche Zuordnung: Dermatologie
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5380759

PUVA (Psoralene in Kombination mit langweiligem UVA-Licht) ist eine fest eingeführte und häufig eingesetzte Therapieform in der Dermatologie. Psoralene lagern sich im Zellkern in die DNA-Dopelhelix ein, und durch UVA-Aktivierung entstehen kovalente Psoralen-DNA-Verbindungen. Diese wirken über Replikationshemmung antiproliferativ, ein Effekt, der therapeutisch bei verschiedenen entzündlichen (z. B. Psoriasis) und neoplastischen (z. B. kutanes T-Zell-Lymphom) Hautkrankheiten genutzt wird. Der Einsatz synthetischer Oligonukleotide zur Hemmung der Genexpression ist ein vielversprechender molekulartherapeutischer Ansatz. Antisense-Oligonukleotide hemmen durch sequenzspezifische Hybridisierung mit mRNA-Molekülen die mRNA-Translation. Triplehelix-Oligonu-kleotide binden sequenzspezifisch an die DNA-Doppelhelix und interferieren dadurch mit der Gentranskription. Im geplanten Vorhaben sollen PUVA-Therapie und Oligonukleotid-Technologie kombiniert werden. Am bei kutanen Entzündungen wichtigen Adhäsionsmolekül ICAM-1 soll modellhaft untersucht werden, wie diese Techniken zur gezielten Hemmung proinflammatorischer Gene genutzt werden kann. Das ICAM-1-Gen wurde vom Antragsteller in Vorarbeiten strukturell analysiert; Nachweissysteme zur ICAM-1-Expressionsmessung (Northern-blot-Analyse, Durchflußimmunzytometrie) stehen zur Verfügung. Die am ICAM-1-Gen gewonnenen Erkenntnisse könnten Ausgangspunkt für die Entwicklung einer genspezifischen PUVA-Therapie für entzündliche und maligne Hauterkrankungen sei. Ein vielversprechender molekulartherapeutischer Ansatz ist die Verwendung kurzer synthetischer DNA-Moleküle (Oligodesoxynukleotide) zur Hemmung der Genexpression. Während Antisenseligonuleotide durch sequenzspezifische Hybridisierung mit abgelesener Erbinformation (messenger RNA) die Proteinsynthese (Translation) hemmen, binden Triplehelix-Oligonukleotide im Zellkern an die DNA-Doppelhelix und behinderten die Ablesung des Gens (Transkription). In diesem Vorhaben wird erforscht, wie die Triplehelix-Technologie zur Genhemmung eingesetzt und später therapeutisch genutzt werden kann. Beispielhaft untersucht wird das für Hautentzündungen wichtige Adhäsionsmolekül ICAM-1. In der zurückliegenden Förderperiode wurden Triplehelix-Oligonukleotide entwickelt, die die ICAM-1-Genexpression hemmen (Patent angemeldet). In der beantragten Förderperiode sollen folgende Ziele verfolgt werden: 1. Die Bindung der inhibierenden Triplehelix-Oligonukleotide an das Zielgen soll erstmals direkt in der Zelle gezeigt werden. 2. Als Schritt in Richtung therapeutische Anwendung bei Hauterkrankungen soll die Wirksamkeit der Triplehelix-Oligonukleotide optimiert und ihr Effekt bei äußerlicher Auftragung auf die Haut (auf SCID-Mäuse transplantierte menschliche Haut) untersucht werden. Die am ICAM-1-Gen erarbeiteten Erkenntnisse sollen auf andere entzündungs- oder tumorrelevante Gene übertragen werden. Langfristiges Ziel ist eine genspezifische Therapie für entzündliche und maligne Hauterkrankungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen