Die Rolle von Crumbs2 bei podozytären Funktionen und Erkrankungen.

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Weide
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 469263956

Weltweit sind über 100 Millionen Menschen von Nierenerkrankungen betroffen, wobei den eigentlichen renalen Schädigungen meistens ein massiver Proteinverlust über den Urin (Proteinurie) vorausgeht. Podozyten bilden mit ihren verzweigten Fußfortsätzen die sog. Schlitzmembran (SM). Sie ist eine essenzielle Komponente der glomerulären Filtrationsbarriere (GFB), die den Verlust von Bluteiweiß verhindert. Daher sind Schäden der Podozyten oder der SM vermutlich an den meisten glomerulären Erkrankungen ursächlich beteiligt. Die Erforschung proteinurischer Erbkrankheiten führte zur Identifizierung wichtiger SM Komponenten und trug erheblich zum besseren Verständnis der molekularen Pathomechanismen bei. In dem vorangegangenen Projekt haben wir uns deshalb auf Crumbs2 (Crb2) konzentriert, da Mutationen im humanen CRB2 Gen mit einigen vererbbaren Formen des steroidresistenten nephrotischen Syndroms (SRNS) verbunden sind. Durch knockout Mäuse, denen Crb2 spezifisch in Podozyten fehlt und Zelllinien, die den Wildtyp oder Mutanten als GFP-getaggtes Fusionsprotein (Crb2-GFP) exprimieren, konnten wir Crb2 tatsächlich als essenzielle Komponente der SM identifizieren. Dabei ist Crb2 an der SM in Clustern organisiert und bindet an das seit vielen Jahren bekannte SM-Protein Nephrin sowie an Pals1, ein intrazelluläres Adapterprotein. Außerdem konnten wir zeigen, dass SRNS-assoziierte Crb2 Mutanten im endoplasmatischen Retikulum (ER) akkumulieren und eine ER Stressantwort auslösen. Deshalb nehmen wir an, dass Crb2 eine ähnlich wichtige Bedeutung wie das schon gut charakterisierte Nephrin hat, aber auf molekularer Ebene andere oder zusätzliche Funktionen für die GFB ausübt. Um das genauer zu klären, werden wir das Crb2 Interaktionsnetzwerk an der SM aufschlüsseln. Außerdem vermuten wir, dass mit Crb2-Mutanen assoziierte renalen Erkrankungen überwiegend auf Transportdefekte zurückgehen, die verhindern, dass Crb2 zur Zelloberfläche bzw. an die SM exportiert wird. Das heißt, Crb2 Mutanten oder Varianten, die fehlgefaltet sind, oder Faktoren wie ER Stress, die indirekt eine korrekte Prozessierung von Crb2 verhindern, werden letztendlich ebenfalls zu proteinurischen Erkrankungen führen. Diese Punkte werden wir mit verschiedenen zellbiologischen Ansätzen analysieren. Das Projekt wird zu einem tieferen Verständnis über die zellbiologischen Crb2 Funktionen an der SM beitragen. Dies wird auch die Basis für zell-basierte Screening-Systeme sein, über die sich das pathologische Potential von bisher nicht charakterisierten Crb2 Mutanten oder Varianten bestimmen lassen wird. Auch das therapeutische oder toxische Potenzial bestimmter Agenzien auf den Crb2 Transport lässt sich mit diesen Zell-basierten Systemen abschätzen. Ein Verständnis der Crb2 Biologie an der SM wird auch die Voraussetzung für die Entwicklung von gentherapeutischen Ansätzen sein, bei denen zum Beispiel mit Hilfe rekombinanter Viren fehlerhafte CRB2 Gene durch funktionelle Kopien ersetzt werden sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen