Untersuchungen zu den molekularen Ursachen der beiden Makulopathien Sorsby Fundusdystrophie und X-gebundene juvenile Retinoschisis. Von der Charakterisierung krankheitsreflektierender Mausmodelle zum Einsatz geeigneter Therapiemöglichkeiten

摘要

Sorsby Fundusdystrophie (SFD) ist eine erbliche autosomal-dominate Degeneration der Makula, die zu einem schwerwiegenden Verlust der Visusfunktion führt, der hauptsächlich durch neovaskuläre Komplikationen ausgelöst wird. Als ursächlich für diese Augenpathologien wurden Mutationen im Gewebsinhibitor der Metalloproteinasen-3 (TIMP3)-Gen beschrieben. TIMP3 ist ein starker Inhibitor von Matrix Metalloproteinasen (MMPs) und reguliert die durch den vaskulären, endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF)-vermittelte Angiogenese. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass Timp3-defiziente Mäuse (auf C57/BL6- und CD1-Hintergrund) abnormal veränderte Gefäßstrukturen mit erweiterten Kapillaren im Bereich der Choroidea ausbilden. Die in der vorliegenden Arbeit generierten Daten lassen auf eine unbalancierte VEGF-vermittelte Angiogenese in Timp3-defizienten Mäusen schließen. Die Timp3-S156C-Mutation auf dem CD1-Hintergrund stellt ein geeignetes Mausmodell zur Erforschung der molekularen Grundlagen der Sorsby Fundusdystrophie (SFD) dar. Die heterozygote Timp3-S156C-Mutante weist distinkte morphologische Veränderungen mit großen Ähnlichkeiten zum klinischen Bild der SFD auf. Zusammenfassend deuten die Daten auf eine direkte oder indirekte Interaktion des SFD-mutierten TIMP3-Moleküls mit Strukturproteinen der EZM des Auges, der Bruchschen Membran (BM) hin. Dies lässt den Rückschluss zu, dass S156C-TIMP3 in der BM eine bisher nicht bekannte Funktion (Funktionsgewinn-Mutation, gain of function) übernimmt, die für den Pathomechanismus der SFD von entscheidender Bedeutung ist.X-gebundene juvenile Retinoschisis (RS1) ist eine verbreitete Form einer Makuladegeneraton bei Männern. RS1 ist durch zahnradförmige Makulopathie, periphere Schisis der Netzhaut und eine typische �negative� b-Welle im Elektroretinogramm (ERG) charakterisiert. Die Rs1h-defiziente Maus zeigt charakteristische Veränderungen der Netzhaut, die typisch für die RS1 sind. Konsequenterweise stellt diese Mauslinie ein exzellentes Modellsystem für die Analyse der frühen molekularen Ereignisse der RS1 dar. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass eine Aktivierung von Mikroglia/Makrophagen der Hochregulation von Apoptose-induzierenden Genen vorausgeht und eine Mikroglia-/Makrophagen-Aktivierung den eigentlichen molekularen Mechanismus darstellt, der eine Apoptose-bedingte Photorezeptordegeneration in Rs1h knock-out Mäusen auslösen könnte. Für die RS1 ist zurzeit keine therapeutische Medikation verfügbar. In der vorliegenden Studie konnte nachgewiesen werden, dass in diesem Rs1h-defizienten Mausmodell die Verabreichung des humanen RS1-Gens (eine einmalige Injektion am postnatalen Tag 15, P15) über einen AAV-Vektor in den sub-retinalen Bereich betroffener Augen die Expression des RS1-Gens in den Photorezeptorzellen und Zellen der inneren Retina Rs1h-defizienter Augen den Wildtyp-Augen vergleichbar restauriert hat. Sechs Monate nach erfolgter Vektor-Applikation konnte die retinale Funktion durch eine Revertierung der �negativen� b-Welle im ERG in den behandelten Augen wiederhergestellt werden. Zudem wurde die Morphologie und Integrität der Photorezeptorzellen in der Netzhaut durch den therapeutischen Eingriff aufrechterhalten, die ohne medizinische Intervention progressiv degenerieren würde. Die Effekte des therapeutischen Eingriffs bleiben im Mausmodell lebenslang erhalten.