Identifizierung und Charakterisierung der genetischen Ursachen angeborener Chylothoraces

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozentin Dr. Anja Miriam Boos; Professor Dr. Benjamin Odermatt; Professor Dr. Heiko Reutter
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik ; Kinder- und Jugendmedizin
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517059954

Bei kongenitalen Chylothoraces (CCT) sammelt sich Chylus in der Pleurahöhle, die fetale Lunge wird komprimiert, der venöse Blutfluss zum Herzen eingeschränkt, es kommt zum fetalen Hydrops. Häufig sterben die Föten intrauterin oder kurz nach der Geburt. Bei überlebenden Neugeborenen führt der Verlust von chylöser Flüssigkeit zur Unterernährung, Thrombophilie und Immunschwäche. Etwa 20 Proteine der VEGFR-3-Signalkaskade wurden mit der Ausprägung angeborener lymphatischer Störungen in Verbindung gebracht. Davon geht ein Teil mit CCT einher. An der nachgeschalteten Signalkaskade von VEGFR-3 sind die Signalwege RAS/MAPK und PI3K/AKT beteiligt. Hier treten bei mit dem Noonan-Syndrom assoziierten RASopathien ebenfalls CCT auf. Ein Teil der Symptome dieser RASopathien können mittels Inhibitoren des "mammalian target of rapamycin" (mTOR-Inhibitoren) behandelt werden. Für die überwiegende Mehrheit der nicht-syndromalen CCT sind weder die genetischen Ursachen bekannt noch eine gezielte medikamentöse Intervention möglich. Eigene, vorläufige Kandidatengen- und Exom-Analysen bei Patienten mit nicht-syndromalen CCT identifizierten zwei wahrscheinlich pathogene monoallelische Varianten in den syndromalen Krankheitsgenen FLT4 und GJC2 (Cx47). In zwei weiteren Familien fanden sich wahrscheinlich pathogene biallelische Varianten im PKD1L1 Gen. Vorläufige Studien zu PKD1L1 in Mäuseembryonen unterstützen diese Annahme. Um weitere genetische Ursachen für nicht-syndromale CCT zu identifizieren sollen die Exome 70 betroffener Eltern-Kind-Trios untersucht werden. Die funktionelle Rolle der bereits identifizierten Varianten in FLT4, GJC2 (Cx47) und PKD1L1 soll mittels in vitro Lymphangiogenese-Tests an humanen Lymphendothelzellen untersucht werden. Die Auswirkungen der Varianten auf das Verhalten der Lymphangiogenese soll in Langzeitkulturen mittels eines Durchfluss-Bioreaktors analysiert werden. Ferner sollen mögliche, in den geplanten Exom-Analysen neu identifizierte Varianten, mittels der o.g. in vitro Untersuchungen charakterisiert werden. Um die Auswirkungen der bereits identifizierten Varianten auf die Ausprägung von CCT in vivo zu beschreiben, sollen Morpholino® (MO)-Knockdown-Experimente (KD) für die jeweiligen Zebrafish(zf)-Orthologe durchgeführt, oder bereits existierende Knockout (KO) zf-Linien genutzt werden. Die Sequenzbereiche in denen die identifizierten Varianten liegen, sind im zf konserviert. Für die in vivo Analysen der identifizierten Varianten sollen daher die jeweilige mRNA Sequenz und die jeweilige humane wildtyp-mRNA Sequenz in doppelt-transgenen zf-KD-Hintergrund Lymphreporterlinien injiziert werden. Die Identifikation und Charakterisierung neuer Krankheitsgene wird die Beratung betroffener Familien verbessern und möglicherweise Anhaltspunkte für neue "medikamentöse Interventionen" liefern, analog zur Behandlung der RASopathien mit mTOR-Inhibitoren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen