Pharmakotherapeutisches Potenzial v. Cav1.4 L-Typ Ca-Kanälen

In dieser Studie untersuchen wir das pharmakotherapeutische Potential von retinalen L-Typ Calciumkanälen, welchen für die Signalweiterleitung in retinalen Neuronen eine essentielle Rolle spielen. Unser Ziel ist die Entwicklung einer viralen Therapie für Cav1.4 L-Typ Calciumkanal- vermittelte Erkrankungen der Netzhaut. Adeno-assoziierter Virus (AAV)-vermittelter Gentransfer ist derzeit der Goldstandard für die stabile und langfristige Expression von Transgenen in der Retina. Allerdings können AAV-Viren große DNA-Sequenzen wie die des CACNA1F Gens, welches für das Cav1.4 Kanalprotein kodiert, nicht ohne weiteres verpacken. Um diese Einschränkung zu überwinden, nutzen wir Split-Inteine, welche eine narbenlose Rekonstitution des Kanalproteins am Expressionsort ermöglichen. Dieser Ansatz erlaubt uns in Folge auch, verschiedenste Cav1.4-Kanal- Mutanten in viral-transduzierten Netzhautneuronen zu untersuchen und somit unser Verständnis um Cav1.4-Fehlfunktion zu vertiefen. Diese Studie wird die Wirksamkeit einer AAV-Vektor basierten Gentherapie für große Ionenkanalproteine im Netzhautgewebe untersuchen und damit auch den Weg für ähnliche Ansätze in anderen Geweben ebnen.

In diesem FWF-Projekt erforschten wir das Potenzial von Gen-Supplementierungstherapien unter Anwendung von rekombinanten Adeno-assoziierten Virus (rAAV)-Vektoren zur Behandlung von Cav1.4 L-Typ-Calciumkanal (LTCC)-Dysfunktionen bei kongenitaler stationärer Nachtblindheit vom Typ 2 (CSNB2). Die Studie rekonstituierte Cav1.4-Kanäle erfolgreich in Zellen und Photorezeptoren von Mäusen und zeigte damit die Wirksamkeit des Gen-Supplementierungsansatzes für große Ionenkanalproteine im Netzhautgewebe der Maus. Zusätzlich arbeitete das Team zusammen mit Institutskolleg*innen daran, ein neuartiges Gen-Delivery-System unter Verwendung von phosphatasereaktiven Nanocarriern zu entwickeln, das vielversprechende Ergebnisse für einen effizienten Transport von genetischem Material zu neuronale Zelllinien zeigte. Darüber hinaus untersuchte das Projekt zwei krankheitsverursachende Cav1.4 Varianten und identifizierte Veränderungen in ihren biophysikalischen Eigenschaften, was zu tieferem Verständnis der Cav1.4-Dysfunktion bei CSNB2 beiträgt. Alle Ergebnisse der Studie leisten einen Beitrag zur weiteren Entwicklung von genetischen Therapieansätzen und verändern unser Verständnis über Auswirkungen von pathologischen Varianten auf die Cav1.4-LTCC-Kanal-Eigenschaften.