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  Letzte Aktualisierung
17. November 2017
Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe Stöhr

Veränderungen im RPE/EZM-Komplex als Ursache degenerativer Netzhauterkrankungen - Untersuchungen zum Pathomechanismus der Sorsby Fundusdystrophie
Die Sorsby Fundusdystrophie (SFD) ist eine sehr seltene, autosomal dominant vererbte Netzhauterkrankung, die sich durch einen rasch fortschreitenden Verlust des Sehvermögens ab der 4.-5. Lebensdekade auszeichnet. Durch die Neubildung choroidaler Blutgefäße mit ausgedehnten Exsudaten und Blutungen führt die Erkrankung sehr oft zur Erblindung. Frühe pathologische Veränderungen sind drusenartige Ablagerungen in der Bruchschen Membran, einer extrazellulären Matrix (EZM), die zwischen dem retinalen Pigmentepithel (RPE) und der Aderhaut liegt. Ähnliche Verdickungen im RPE/EZM-Komplex werden auch bei anderen, zum Teil sehr häufigen Netzhauterkrankungen beobachtet (z. B. altersabhängige Makuladegeneration). Verursacht wird die SFD durch Mutationen im Gewebsinhibitor der Metalloproteinasen-3 (TIMP3), einem Molekül, welches für die Hemmung von proteolytischen Enzymen in der EZM verantwortlich ist. Somit greift TIMP3 gezielt in die Regulation des EZM Remodeling ein, was bei vielen physiologischen Prozessen eine Rolle spielt (z. B. Angiogenese, Inflammation, Metastase). Bei SFD Patienten kennt man bisher 10 verschiedene Mutationen im TIMP3 Gen, die alle bis auf eine zu einem ungepaarten Cysteinrest führen. Interessanterweise konnten wir und andere zeigen, dass die Fähigkeit des TIMP3 zur Proteaseinhibition durch die SFD Mutationen nur unwesentlich beeinträchtigt ist. Vielmehr geht unsere Hypothese davon aus, dass der SFD ein bisher noch unbekannter Funktionsgewinn der mutanten TIMP3 Moleküle zugrunde liegt. In den letzten Jahren haben wir verschiedene Mausmodelle mit genetisch veränderten Timp3 Genen generiert. Die Charakterisierung dieser Tiere sowie der daraus etablierten primären Zelllinien mit Hilfe histologischer, zellbiologischer und proteinbiochemischer Methoden hat das Ziel den Pathomechanismus der SFD im Detail aufzuklären und darüber hinaus Erkenntnisse über die Ätiologie verwandter Netzhauterkrankungen zu erhalten.

Isolierung und Charakterisierung von Proteinkomplexen in der Netzhaut als Beitrag zur Aufklärung molekularer Krankheitsmechanismen bei erblichen Retinopathien
Die Formation von Proteinkomplexen erfolgt über Adaptorproteine, die durch eine Reihe von Protein-Interaktionsdomänen mehrere Moleküle gleichzeitig binden können. Die geordnete Vernetzung von Proteinen spielt beispielsweise eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Aufrechterhaltung zellulärer Mikrodomänen sowie der Signaltransduktion. Wir beschäftigen uns mit zwei Adaptoren der p55-ähnlichen Subfamilie der Membran-assoziierten Guanylatkinasen (MAGUK), dem MPP4 und MPP5. Beide Proteine haben eine wichtige Funktion in der Netzhaut; das exklusiv in der Netzhaut exprimierte MPP4 im Fotorezeptorzilium und an den synaptischen Verbindungen zwischen Fotorezeptoren und Bipolar- bzw. Horizontalzellen und das MPP5 an den homo- und heterotypischen Zellkontakten zwischen Fotorezeptoren und Müller Gliazellen (Abb. 1).
MPP5 interagiert mit dem intrazellulären C-terminus von CRB1, einem Transmembranprotein, das in mutierter Form autosomal rezessive Retinitis Pigmentosa und Lebersche kongenitale Amaurose auslöst. Durch die Isolierung von Proteinkomplexen aus der Netzhaut sollen neue Bindungspartner von MPP4 bzw. MPP5 identifiziert werden. Dies erfolgt über Immunpräzipitation mit anschließender Identifizierung der gebundenen Moleküle durch Massenspektrometrie. Störungen in der Wechselwirkung zwischen Adaptorproteinen und Bindungspartnern wird durch in vitro Bindungstests, Zellkulturassays und mit Hilfe von Tiermodellen untersucht. Diese Arbeiten sollen Einsicht in die vermutete direkte oder indirekte Beteiligung des MPP4 und MPP5 an der Entstehung von Netzhauterkrankungen ermöglichen.