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Drittmittelprojekt

Titel:
Reduktion des immunogenen Potentials Insulin produzierender β-Zellen des Menschen durch gezielte Suppression der Expression des Autoantigens Glutamatdecarboxylase (GAD)

Projektleitung an der Universität Würzburg:

Beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler:

Kurzbeschreibung:
Ein zentrales Antigen, welches bereits sehr früh in der Immunpathogenese des Diabetes mellitus Typ 1 eine Rolle spielt, stellt das Enzym Glutamat-Decarboxylase (GAD) dar. Neuere Untersuchungen deuten darauf hin, dass die GAD als Autoantigen eine zentrale Stellung bei der Induktion der T-Zell vermittelten "Insulitis" einnimmt. Die Transplantation von isolierten Pankreasinseln als Therapie für den Diabetes mellitus Typ 1 stellt ein experimentelles Verfahren dar, welches mit immunologischen Komplikationen behaftet ist. Neben der durch die HLA-Inkompabilität des Transplantats bedingten akuten bzw. chronischen Abstoßungsreaktion, muß mit einem Übergreifen der Insulitis auf das Transplantat aufgrund der GAD Exposition in den transplantierten Inseln gerechnet werden. Ansätze, welche gezielt die Auto-Antigenpräsentation in β-Zellen des endokrinen Pankreas unterdrücken, stellen somit eine wichtige Grundlage für die Entwicklung von Strategien zur Immunprotektion von transplantierten β-Zellen dar. Vor dem Hintergrund dieser Erkenntnisse werden im derzeit geförderten Projekt C-15 gentechnologische Verfahren zur Verminderung der GAD-Expression in β-Zellen des endokrinen Pankreas in Zelllinien und in Tiermodellen entwickelt. Durch Antisense-Oligonukleotide bzw. durch Konstruktion und Transfektion spezifischer Antisense-Vektoren wurde eine Suppression der GAD-Expression in β-Zellen erzielt. Derzeit werden die Funktion, die β-Zell-spezifische Genexpression und das immunogene Potential von β-Zelllinien nach Suppression der GAD-Expression analysiert. Im beantragten Verlängerungszeitraum von einem Jahr sollen die Erkenntnisse, die über zwei Jahre im derzeit geförderten IZKF-Projekt C-15 in Zellkultursystemen und Tiermodellen gewonnen werden, auf die Situation beim Menschen übertragen werden. Hauptziel des Projektes im Verlängerungszeitraum ist die gezielte Suppression der Expression des Autoantigens Glutamatdecarboxylase (GAD) in primären Pankreasinseln des Menschen durch eine neue Gentransfer-Strategie auf der Basis von Enzym-aktivierten Vektoren. Wir schlagen im Rahmen des Verlängerungszeitraumes die Bearbeitung von zwei spezifischen Zielen vor:
(a) Optimierung einer Gentransfer-Strategie auf der Basis von Enzym-aktivierten Vektoren zur Suppression der GAD-Expression in primären β-Zellen des endokrinen Pankreas des Menschen. Es werden Enzym-aktivierte Vektoren konstruiert, welche unter der Kontrolle des Insulinpromotors eine durch Tetrazyklin induzierbare, β-Zell-spezifische Expression von GAD-65 bzw. GAD-67 Antisense mRNA ermöglichen. Durch die Enzym-Aktivierung entstehen DNA-Nukleoprotein-Intermediate mit hoher Rekombinationseffizienz, welche einen hocheffektiven Gentransfer in primäre β-Zellen erwarten lassen. Durch diesen Ansatz soll eine induzierbare Suppression der GAD-Expression in primären Pankreasinseln des Menschen erreicht werden ("GAD-less islets").
(b) Charakterisierung der Funktion und des immunogenen Potentials von Pankreasinseln des Menschen mit supprimierter GAD-Expression. Funktionell wird die Glukose-abhängige Insulinsekretion der GAD-supprimierten humanen Pankreasinseln untersucht. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Virologie und Immunbiologie (Prof. Hünig) wird das autoantigene Potential der GAD-supprimierten humanen Pankreasinseln in Kokulturexperimenten mit autoreaktiven T-Zellklonen getestet werden.
Durch die genannten Ansätze können wichtige Erkenntnisse zu den Grundlagen der Immunpathogenese des Diabetes mellitus Typ 1 erarbeitet werden, welche durch einen möglichen Einsatz in der Pankreas-Inseltransplanation einen unmittelbaren klinischen Bezug erhalten.
Das Projekt gliedert sich auch im Verlängerungszeitraum in den Schwerpunkt I (Fehlgesteuerte Immunreaktionen), speziell in den Projektbereich C (Autoimmunität) des IZKF Würzburg ein und profitiert von der interdisziplinären Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen innerhalb dieses Projektbereiches.

Schlagworte:
    Diabetes mellitus Typ 1
    Autoimmunität
    GAD
    Pankreas
    beta-Zelle
    Pankreasinsel

Laufzeit: von 07.2000 bis 06.2003

Förderinstitution:
Landeshaushalt Wissenschaftsministerium
Bund

Publikationen:

Links:
Abteilungshomepage
IZKF-Würzburg, Projekt C-15