Mechanismen der Coxsackievirus B3-induzierten Modulation kardialer Kaliumkanäle als mögliche Ursache von Arrhythmien bei viraler Myokarditis

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Karin Klingel; Professor Dr. Guiscard Seebohm
• Fachliche Zuordnung: Anatomie und Physiologie ; Pathologie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 115937174

Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist es, pathogenetisch relevante Mechanismen potenziell letaler Arrhythmien bei CVB3 Infektionen in humanen iPSC-abgeleiteten kardiomyoztenartigen Zellen und humanen Myokard zu verifizieren bzw. neue Mechanismen zu identifizieren und ihre Relevanz zu überprüfen. Zunächst sollen CVB3-vermittelte Veränderungen der Funktion von kardialen Kanälen untersucht werden. Die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen sollen in vitro- und ex vivo in humanen Zellen untermauert werden. Hierzu stehen in der Abteilung für Molekulare Pathologie in Tübingen sowohl Humanproben von CVB3-infizierten Personen, als auch eine CVB3-transgene Mauszelllinie zur Verfügung, welche das gesamte virale Genom spezifisch im Myokard exprimiert, aber nicht infektiös ist, sowie auch immunkompetente und immundefiziente CVB3-infizierte Mäuse. Der Abteilung Myozelluläre Elekttophysiologie kann hierzu auf eine bestehende HEK-Zellkultur und zwei neue iPSC-abgeleitete Stammzellinien zurückgreifen. Um die Bedeutung der ermittelten zellulären Vorgänge für die CVB3-induzierte erhöhte Arrhythmieneigung besser bewerten zu können, sollen mathematische Modelle anhand unserer Daten erarbeitet werden. Nach Überprüfung in vitro besteht die Möglichkeit die Auswirkung der Gabe von Kanalinhibitoren oder -aktivatoren auf Herzaktionspotentiale in CVB3-transfizierten iPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten zu untersuchen. Folgende Teilprojekte sollen bearbeitet werden:1. Verifizierung der CVB3-Modulation von definierten Ionenkanälen und Identifikation spezifischer CVB3-Nicht-Strukturgene in HEK293-Zellen, iPSC-Kardiomyozyten und humanem myokardialen Gewebe 2. Massenspektrometrie zur Analyse von Proteomveränderungen durch CVB3 im CVB3 Tiermodell 3. Analyse der molekular-zellulären Effekte der Ionenkanalmodulationen in HEK-Zellen, iPSC-Kardiomyozyten, humanem Myokard sowie transgenen CVB3 Tiermodell 4. Test der identifizierten Proteine als pharmakologische Targets zur potentiellen Therapie durch pharmakologische Reagenzien an iPSC-Kardiomyozyten 5. Simulation der Effekte aus den in vitro- und in vivo-Modellsystemen in mathematischen Aktionspotentialmodellen

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen