Erforschung des Reinke Ödems mittels Proteom-Analyse

Das Reinke Ödem (RÖ) ist eine ein- oder beidseitige Schwellung der Stimmlippen, die vor allem bei Nikotinabusus und Stimm-Missbrauch auftritt. Das Reinke Ödem ist durch eine erniedrigten Stimmlage und schlechte Stimmqualität gekennzeichnet, was den beruflichen Alltag vor allem von Personen in Sprechberufen (Lehrer, Call Center Agenten etc.) deutlich erschwert. Bis dato gibt es keine kausale Therapie für das RÖ, auch der Goldstandard der Therapie, Stimmlippenchirurgie, bringt keine zufriedenstellenden Ergebnisse und stellt keine kausale Therapie dar. Im vorgestellten Projekt wollen wir die zellulären Ursachen des RÖ mittels Protein Analyse (Proteomics) erforschen. Damit werden erstmals die kausalen Ursachen dieser Krankheit erforscht. Aus Schleimhaut Biopsien die während Stimmlippen-OPs betroffener Patienten entnommen werden, sollen spezifische RÖ-Stimmlippenzellen kultiviert und für weitere Analysen und Versuche vorbereitet werden. Die Proteomics Analyse liefert eine Auflistung aller Proteine, die diese Zellen produzieren. Diese sollen mit den Proteinen aus Stimmlippenzellen aus gesundem Gewebe verglichen werden. In darauffolgenden funktionellen Experimenten sollen bestimmte Proteine (Kandidaten- Proteine), die vor allem von RÖ-Fibroblasten produziert werden, auf ihre biologische Relevanz überprüft werden. Mittels Verstärkung oder Blockierung dieser Kandidaten Proteine können wesentliche Rückschlüsse auf die Krankheitsmechanismen von RÖ gezogen werden, die den Weg zu neuen (nicht-chirurgischen) Therapieformen ebnen sollen.

Das Reinke Ödem ist eine Erkrankung der Stimmlippen, die Probleme beim Sprechen und Atmen verursachen kann. Besonders in Berufen mit hohem Gebrauch der Stimme hat diese große sozioökonomische Auswirkungen. Die Hauptrisikofaktoren sind Rauchen und starke Stimmbelastung. Selbst nach Raucherentwöhnung und Reduktion des Stimmgebrauchs kann ein normaler, gesunder Zustand der Stimmlippen nicht wiedererlangt werden. Um die zugrundeliegenden Mechanismen besser verstehen zu lernen, wurde die vorliegende Studie darauf konzipiert, molekulare Charakteristika des Reinke Ödems zu erfassen. Da Stimmlippenfibroblasten eine besondere Rolle bei der Gestaltung der molekularen Zusammensetzung der Lamina propria einnehmen, war unsere Hypothese, dass Veränderungen in den Eigenschaften dieser Zellen in der Pathogenese der Erkrankung eine Rolle spielen. Um dies zu untersuchen, wurde Mukosa aus Stimmlippen von Reinke Ödem Patienten während der Operation bzw. von Gesunden post-mortem gesammelt und daraus wurden Primärzellen in Kultur gebracht. In ersten Experimenten wurden gesunde Stimmlippenfibroblasten mit Rauchextrakt behandelt und mit unbehandelten Zellen verglichen. Weiters wurde eine Stimmlippenfibroblasten-Zelllinie mit Rauchextrakt behandelt und zusätzlich einer Vibration in einem sogenannten Bioreaktor ausgesetzt, um den kombinierten Effekt von Zigarettenrauch und Vibration zu untersuchen. In einem dritten experimentellen Setup wurde die Genexpression von Gesunden mit Reinke Ödem Fibroblasten mittels Sequenzierung verglichen und in Folgeexperimenten untersucht. Das erste Experiment ergab, dass Stimmlippenfibroblasten behandelt mit Zigarettenrauchextrakt ein anderes Verhalten bei der Genexpression von extrazellulärer Matrix aufweisen. Die Kombination von Zigarettenrauch mit Vibration ergab, dass bestimmte Gene nur bei einer Kombination dieser beiden Faktoren verändert exprimiert werden, nicht aber mit nur einem dieser beiden Reize. Dieses Ergebnis ist wichtig um zu verstehen, wie die beiden Risikofaktoren bei der Entstehung eines Reinke Ödems zusammenspielen. Mittels Sequenzierung konnten wir weitere Veränderungen in Stimmlippenfibroblasten von Reinke Ödem Patienten finden. Diese beinhalteten den Anstieg der Genexpression von Komponenten der extrazellulären Matrix, Faktoren die die extrazelluläre Matrix beeinflussen bzw. mit ihr interagieren, sowie Unterschiede, die Signalwege von Entzündungs- und Fibrose-Faktoren beeinflussen. Weniger exprimiert waren Faktoren von Signalwegen die in Zellzykluskontrolle, DNA Reparatur und Proliferation eine Rolle spielen. Zusammengefasst konnten wir zeigen, dass Stimmlippenfibroblasten bei Behandlung mit CSE, sowie einer Kombination von CSE mit Vibration, tatsächlich unterschiedliches Verhalten zeigen. Weiters konnten wir bestimmte Unterschiede in der Genexpression von Reinke Ödem und gesunden Stimmlippenfibroblasten finden. All diese Faktoren tragen mit großer Wahrscheinlichkeit zur Entwicklung dieser ödematösen Erkrankung bei, wobei die genauen Effekte einzelner Faktoren und Mechanismen im Detail noch aufgeklärt werden müssen.