R16: Molekulare Therapie

Evaluierung molekularer Therapien für Muskeldystrophie

Gegenstand dieses Projekts ist es, zum einen die Wirksamkeit der in der ersten Förderperiode optimierten viralen Vektoren für den Gentransfer in vivo zu untersuchen (Ziel 1) und zum anderen den proof-of-principle für eine Inhibition des muskelspezifischen proteasomalen Abbaus als neue molekulare Therapie für Muskeldystrophie zu erbringen (Ziel 2).

Ziel 1: Adenoviren konnten erfolgreich genetisch modifiziert werden und so gegen Rezeptoren auf differenzierten Muskelzellen gerichtet werden, was zu einer erhöhten Virusaufnahme führte. Solche genetisch veränderten Adenoviren sollen für den Gentransfer in den Skelettmuskel von mdx Mäusen in vivo eingesetzt werden. Ein Vergleich zweier adenoviraler Vektoren (Ad5 und Ad19a) hat gezeigt, dass Ad19a differenzierte Muskelfasern erheblich besser transduzieren kann. Dieser Vergleich der beiden Adenovirusserotypen soll auf den Gentransfer in den Skelettmuskel von mdx Mäusen ausgedehnt werden.

Ziel 2:  Es gibt experimentelle Hinweise dafür, dass das Fehlen des Proteins Dystrophin in Patienten mit Duchenne Muskeldystrophie lediglich der erste Bestandteil einer komplexen Kaskade vieler molekularer Reaktionen ist, die letztlich zu den pathologischen Muskelveränderungen führen. Aus diesem Grund stellen Moleküle, die Bestandteile dieser Kaskade sind, attraktive therapeutische Targets dar. In neueren Untersuchungen konnte durch den Einsatz des proteasomalen Inhibitors (MG-132) in mdx Mäusen die Expression und Membranlokalisation von Dystrophin und Dystrophin-assoziierten Proteinen wiederhergestellt werden. Da es sich jedoch um einen generellen proteasomalen Inhibitor handelt, ist dessen Einsatz mit erheblichen Nebenwirkungen verbunden.  Eine gerichtete Inhibierung der proteasomalen Aktivität im Skelettmuskel würde voraussichtlich besser von Menschen vertragen werden. Der im Fadenwurm Caenorhabditis elegans  charakterisierte neue E3/E4-Multiubiquitinylierungskomplex ist für die Regulierung des Myosin-Chaperons UNC-45 im Muskel verantwortlich. CHN-1 ist das orthologe Protein für das humane CHIP (für carboxyl terminus of Hsc-interacting protein) und Bestandteil des oben genannten Komplexes. Herunterregulierung von CHIP in C.elegans führt zu einer Suppression des dystrophischen Phänotyps (dys-1 und hlh-1 Mutante; Spanier und Baumeister, unveröffentlichte Ergebnisse). Wir wollen deshalb CHIP spezifisch in vitro und in vivo in einem Säugetiermodell für Muskeldystrophie herunterregulieren. Falls der proof-of-principle für eine muskelspezifische Herunterregulierung des proteasomalen Abbaus erbracht werden könnte, würde dies zu neuen Targets für eine molekulare Therapie von Muskeldystrophie Duchenne führen.

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