Die funktionelle Bedeutung von Dysferin bei der Reparatur von Schäden der Plasmamembran und in der Pathogenese von Muskeldystrophien
Final Report Abstract
Dysferlin ist das Gen verantwortlich für die Gliedergürtelmuskeldystrophie 2B und die Miyoshi Myopathie. Es kodiert fuer ein 230 kDa Protein mit sechs C2 Domaenen. In reifen Skelettmuskefasern ist Dysferlin vornehmlich im Bereich der Plasmamembran lokalisiert. Hier ist es beteiligt an Vorgängen der Membranreparatur und Membranfusion. In diesem Projekt wurde die Lokalisation und Funktion von Dysferlin in der frühen Myogenese in vitro und in der adulten Myogenese in vivo, sowie der Effekt eines potentiellen therapeutischen Agens, Poloxamer 188, in vitro untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Dysferlin in einer Muskelzellinie als Modell fuer die Myogenese im Gegensatz zu reifen Muskelfasern vornehmlich im sich entwickelnden T-Tubulus-Systems exprimiert wird. Das T-Tubulus System ist ein komplexes, intrazelluläres, membranöses Netzwerk, das für die Ausbreitung des Aktionspotential verantwortlich ist. Als Reaktion auf Membranschädigungen, die mittels eines in diesem Projekt entwickelten Membranreparaturassays induziert wurden, transloziert Dysferlin in calciumabhängiger Weise an die Plasmamembran und den Ort der Membranschädigung. Somit konnte erstmalig eine Einbindung des T-Tubulus System in den von Dysferlin vermittelten Vorgang der Plasmamembranreparatur gezeigt werden. Die Translokation von Dysferlin ist abhängig von der Expression aller C2 Domänen, da Deletionsmutanten weder korrekt lokalisierten noch als Reaktion auf Membranschädigungen translozierten. Um die in vitro Ergebnisse weiter zu verifizieren, wurde die Lokalisation von Dysferlin in regenerierendem Skelettmuskel in vivo untersucht. Hier konnte ebenfalls eine vorwiegende Lokalisation im T-Tubulus System aufgezeigt werden. Dieses Kompartment ist u.a. bei der Sekelttmuskelregeneration funktionell bedeutsam, da es ein Membranreservoir zur sarkolemmalen Elongation darstellt. Die funktionelle Bedeutung von Dysferlin bei der Regeneration des Skelettmuskels konnte in einer eingeschränkten regenerativen Kapazität des dysferlin-defizienten Mausmodells gezeigt werden. Dies könnte erklären, warum dyferlindefiziente Patienten erst im jungen Erwachsenenalter symptomatisch werden - zu einem Zeitpunkt nämlich, an dem der Regeneration aufgrund von beginnender Alterung des Muskels eine bedeutende Rolle zukommt. Da die Fähigkeit zur Membranreparatur bei der Dysferlin-Defizienz eingeschränkt ist, wurde der Effekt von Poloxamer 188, einer pharmakologischen Substanz mit membranfusionierenden Eigenschaften, als mögliches therapeutsiches Agens in vitro getestet. Hierbei zeigte sich ein protektiver Effekt, sodass sich in vivo Untersuchungen anschliessen.
Publications
- (2007) From T-tubule to sarcolemma: damage-induced dysferlin translocation in early myogenesis. Faseb J 21, 1768-1776
Klinge, L., Laval, S., Keers, S., Haldane, F., Sträub V., Barresi, R., and Bushby, K.
