Autophagie- und epigenetisch-vermittelte Kontrolle von rAAV Vektor-mediierten Gentherapieansätzen in der Leber

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Hildegard Büning; Professorin Dr. Margarete Odenthal
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431535912

Unser übergeordnetes Ziel ist die Charakterisierung der einzigartigen AAV-Leber-Wechselwirkung und die Verwendung dieses Wissen zur Steigerung der Effizienz und Sicherheit von rAAV Vektor-vermittelten Gentherapieansätzen in der Leber. Im vorliegenden Antrag fokussieren wir uns auf zwei grundlegend neue Aspekte in der rAAV-Wirts-Interaktion, die wesentliche Auswirkungen auf die Anwendung von rAAV Vektoren in der Gentherapie haben dürften:I) Leberspezifische Autophagie und epigenetisch-vermittelte Regulation der Transkription von rAAV Vektorgenomen nach ZelltransduktionDurch unsere bisherigen Arbeiten konnten wir zeigen, dass rAAV Vektoren Autophagie in Hepatozyten induzieren und dass diese Reaktion für eine effiziente Transduktion von Hepatozyten in vitro und in vivo erforderlich ist. Des Weiteren haben wir gezeigt, dass eine Erhöhung des basalen (physiologischen) Autophagiespiegels in Hepatozyten die rAAV-Transduktionseffizienz deutlich verbessert. Basierend auf unseren neuen Ergebnissen scheint diese Verbesserung durch eine Hepatozyten-spezifische epigenetische Regulation der Transkription von rAAV Vektorengenomen vermittelt zu werden. Im vorliegenden Antrag möchten wir die Frage klären, ob durch die Erhöhung des basalen Autophagiespiegels der Hepatozyten-spezifische Transkriptionsfaktor HNF1α aktiviert wird, was wiederum zur Rekrutierung von Histon-modifizierenden Komplexen führt, die wiederum zur Etablierung eines transkriptionell-aktiven „Chromatinzustands“ für die rAAV Vektorgenome führt.II) Toll-like-receptor (TLR) 2-vermittelte Erkennung von rAAV Vektoren durch die nicht parenchymalen Zellen der Leber sowie die Induktion eines IL-6 / Autophagiesignalweges in Hepatozyten führt zur Verbesserung der rAAV Vektor-vermittelten TransduktionWir haben TLR2 als Sensor der AAV-Kapside in nicht-parenchymalen Leberzellen identifiziert. Wie in unseren Vorexperimenten gezeigt, führt diese Erkennung zur Sekretion von IL-6, was wiederum die rAAV-vermittelte Transgenexpression in Hepatozyten positiv beeinflusst. Wir vermuten, dass dieser positive Effekt eine STAT3- und AMPK-abhängige Erhöhung des basalen Autophagiespiegels in Hepatozyten beinhaltet und auch durch eine direkte HNF1α-pSTAT3-Wechselwirkung vermittelt werden kann. Im beantragten Projekt wollen wir diese Hypothese untersuchen und die jeweiligen Pfade und Mechanismen aufklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen