Kurzfassung

Als klassischer Vertreter der ANCA-assoziierten Vaskulitiden ist die Wegenersche Granulomatose (WG) eine systemische Vaskulitis, die durch das Auftreten zirkulierender anti-neutrophiler zytoplasmatischer Antikörper (ANCA) charakterisiert wird. Eine weitere Besonderheit ist die Entwicklung einer rapid progressiven Glomerulonephritis, die als pauci
immun bezeichnet wird, d. h. es sind keine Immunkomplexe nachweisbar. Das Hauptzielantigen der ANCA ist die Proteinase 3 (PR-3), eine neutrale...Als klassischer Vertreter der ANCA-assoziierten Vaskulitiden ist die Wegenersche Granulomatose (WG) eine systemische Vaskulitis, die durch das Auftreten zirkulierender anti-neutrophiler zytoplasmatischer Antikörper (ANCA) charakterisiert wird. Eine weitere Besonderheit ist die Entwicklung einer rapid progressiven Glomerulonephritis, die als pauci
immun bezeichnet wird, d. h. es sind keine Immunkomplexe nachweisbar. Das Hauptzielantigen der ANCA ist die Proteinase 3 (PR-3), eine neutrale Serinprotease, die zunächst in Granulozyten nachgewiesen wurde. Die klinisch-diagnostische Bedeutung der ANCA legt die Vermutung nahe, daß sie auch eine pathophysiologische Bedeutung haben. PR-3 werden eine Vielfalt von Funktionen zugeschrieben. Das Enzym ist u.a. synonym mit Myeloblastin, einem intrazellulären Differenzierungsfaktor der myeloischen Reihe. Wir konnten zeigen, daß auch nicht-hämatopoetische Zellen wie glomeruläre und tubuläre Epithelzellen in der Lage sind, PR-3 zu synthetisieren. Ferner besteht eine positive Korrelation der glomerulären PR-3 Expression und der Krankheitsaktivität der Nierenbeteiligung bei WG. Schwerpunkt der gegenwärtigen Untersuchungen ist daher die Analyse der PR-3 Funktionen in nicht-hämatopoetischen Zellen (Ent-Differenzierungsmarker ?). In Granulozyten wird PR-3 zunächst als Prä-Pro-Form synthetisiert und anschließend N- und C-terminal prozessiert. In Myeloblasten (und nicht-hämatopoetischen Zellen) ist dagegen die intrazelluläre Prozessierung der PR3 unbekannt. Um die Prozessierung und intrazelluläre Lokalisation der PR-3 auch in nicht-hämatopoetischen Zellen analysieren zu können, werden verschiedene rekombinante PR-3 Varianten (Prä-pro-Form, prozessierte PR-3, und N-, bzw. C-terminal deletierte PR-3) mit Hilfe des retroviralen Gentransfers stabil exprimiert. Im Mausmodell sollen die direkten Effekte einer renalen PR-3 Expression durch Implantation PR-3 sezernierender Tubulusepithelzellen unter die Nierenkapsel studiert werden.
Ferner werden zur Zeit verschiedene experimentelle Mausmodelle mit Glomerulonephritiden auf die PR-3 Expression hin untersucht. Die weiteren Projektpunkte umfassen den Aufbau eines Mausmodells mit transgener renaler Expression von humaner PR-3, um durch Gabe von PR-3 spezifischen ANCA die Rolle zirkulierender ANCA für die Pathogenese der Glomerulonephritis zu analysieren. Kernpunkt des Projektes sind die Untersuchungen zur molekularen Pathogenese der Wegener’schen Granulomatose, einer zu den Vaskulitiden zählenden schweren Autoimmunerkrankung. Im vergangenen Jahr konnten entscheidende Einblicke in das murine versus humane PR-3 System gewonnen werden. Zur besseren Charakterisierung muriner bzw. humaner PR3 wurden Antiseren hergestellt. Im Falle der murinen PR3 konnten so erstmals Daten über die Expression der PR3 in der Maus gewonnen werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen lassen u.a. den Schluß zu, daß sich die Granulopoese von Maus und Mensch erheblich unterscheiden. So unterscheiden sich beide Granulozytentypen z.B. wesentlich in der Enzymausstattung, was Rückschlüsse auf die Infektabwehr in beiden Spezies zuläßt. Zudem ist die Verteilung zwischen Knochenmark und peripherem Blut sehr divergent: in der Maus befinden sich die Granulozyten hauptsächlich im Knochenmark, beim Menschen zirkulieren die meisten PR-3 positiven Zellen im Blut. In Untersuchungen zur Spezifität des im Mausmodell eingesetzten humanen Podocin-Promotors konnte gezeigt werden, daß die Aktivität des Promotors nicht auf die humane Niere beschränkt ist. Unsere Untersuchungen lassen den Schluß zu, daß eine Mutation des
Podocingens nicht nur zum steroidresistenten nephotischen Syndrom führt, sondern bei den betroffenen Personen auch Einfluß auf die Funktion der Testes haben muß.
Ein weiterer Teilaspekt des laufenden Forschungsvorhabens ist die Expression der humanen PR3 in der humanen Embryonalentwicklung. Um eine saubere Detektion des Proteins in situ, also in den embryonalen Geweben zu gewährleisten, wurde auf der Basis des humanen Antigens ein Kaninchen-Antiserum hergestellt. Dieses Serum ist hochsensitiv aber leider nicht PR3-spezifisch. Um die Spezifität des Serum zu erhöhen, soll eine Affinitätschromatographie des Anti-PR3-Antiserum durchgeführt werden. Da es weltweit noch kein geeignetes Expressionssystem existiert, welches größere Mengen des rekombinanten (Auto-)Antigens liefert, wird zur Zeit, in enger Kooperation mit der Mainzer Biotechfirma. tgcBIOMICS (Leitung: Prof. C. von Eichel-Streiber), ein Expressionssystem entwickelt, um ausreichende Mengen an PR3 in die Aufreinigung der Anti-huPR3-Immunserums einsetzen zu können.
Das Projekt wurde im Rahmen der SFB Begutachtung 2005 bis 2009 verlängert.
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