Teilprojekt eines Verbundes

Analyse der ungleichen allelischen Expression in einzelnen Kardiomyozyten in induzierten pluripotenten Stammzellen heterozygoter Patienten mit Hypertropher Kardiomyopathie

Förderkennzeichen: 01KL2007
Fördersumme: 297.045 EUR
Förderzeitraum: 2020 - 2023
Projektleitung: Dr. Judith Montag
Adresse: Medizinische Hochschule Hannover, Institut für Molekular- und Zellphysiologie
Carl-Neuberg-Str. 1
30625 Hannover

Hypertrophe Kardiomyopathie (HCM) wird zumeist von heterozygoten Mutationen in sarkomerischen (Muskelfibrillen) Genen hervorgerufen, die etwa die Kraftentwicklung der Kardiomyozyten verändern. Die Patienten produzieren sowohl normale (wildtyp) als auch mutierte mRNA und Proteine. Es konnte bereits gezeigt werden, dass die Anteile des mutierten und des Wildtypallels zwischen einzelnen Kardiomyozyten von HCM-Patienten einer großen Variabilität unterliegen – einer allelische Imbalance (Ungleichheit) von Zelle zu Zelle. Dies könnte die unterschiedliche Kraftentwicklung einzelner Kardiomyozyten erklären, die für Patienten nachgewiesen wurde. Dadurch könnte sich das funktionelle Mosaik (contractile imbalance) entwickeln, das die Krankheitsentwicklung der HCM fördert. In diesem Vorhaben werden gemeinsam mit den Partnern die Ursachen und die Wirkung der allelischen Imbalance bei HCM untersucht. Zunächst wird analysiert, ob der Anteil der mutierten mRNA in einzelnen Kardiomyozyten die Genexpression potenziell HCM-assoziierter Stoffwechselwege beeinflusst. Das könnten Hinweise auf zugrundeliegende Veränderungen der Genexpression bei HCM liefern. Ferner werden die Mechanismen untersucht, die der allelischen Imbalance von Zelle zu Zelle zugrunde liegen könnten. Es gibt Hinweise, dass eine stochastische, unabhängige Expression der Allele ursächlich ist. Diese könnte durch Modifizierungen des Chromatins moduliert werden. Daher wird untersucht, ob in einzelnen Kardiomyozyten die Chromatinmodifikation an HCM-Genen mit der allelischen Expression korreliert. Es wird untersucht, ob für einige HCM-Mutationen alternatives Spleißen eine Ursache der allelischen Imbalance darstellen kann. Es wird analysiert, ob und wie die allelische Imbalance von Zelle zu Zelle beeinflusst werden kann. Dazu werden induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) mit unterschiedlichen Substanzen behandelt, die das allelische Expressionsprofil beeinflussen sollen.