Inhaltszusammenfassung:
Die Spinozerebelläre Ataxie Typ 3 (SCA3) wird autosomal-dominant vererbt und gilt als seltene Erkrankung. Der Pathomechanismus dieser Polyglutamin-Erkrankung beruht auf einer erhöhten Anzahl der CAG-Wiederholungen auf dem Ataxin-3 Gen, wodurch es zu fehlerhaften Faltungen und Akkumulationen des Ataxin-3 Proteins kommt. Aktuell existiert keine kurative Therapie, weshalb nur eine symptomatische Behandlung angeboten werden kann. Um die Pathogenese besser zu verstehen und die Medikamenten- Entwicklung voran zu treiben, sind Biomarker von Nöten. Solche Biomarker sollten Unterschiede im Erkrankungszustand von PatientInnen und von präataktischen MutationsträgerInnen auf gesunde Kontrollen aufzeigen. Hitzeschockproteine, welche die Faltung von Adenosin-5 ́-triphosphat regulierten Zyklen der Proteinbindung und - freisetzung fördern und weil durch die Bindung nichtnativer Proteine eine Blockade der Aggregation und Umkehrung fehlgefalteter Zustände entsteht, sind aktuell von großem Interesse bei der Forschung zu neurodegenerativen Erkrankungen, da beispielsweise bei Morbus Huntington, Morbus Parkinson und Morbus Alzheimer in post-mortem Gehirnproben Proteinaggregate gefunden wurden. Ein Hitzeschockprotein-assoziiertes Medikament könnte somit eine wesentliche Rolle bei der Behandlung von neurodegenerativ erkrankten PatientInnen spielen. Außerdem gibt es die Hypothese, dass bestimmte Hitzeschockproteine durch Aktivitätssteigerung oder Expressionsveränderung bei der Verzögerung des Ausbruchs von neurodegenerativen Erkrankungen beteiligt sein könnten. Da SCA3 zu den seltenen Erkrankungen gehört, ist es schwierig, eine adäquate Kohortenstärke abzubilden. Deshalb wurde das ESMI-Projekt – European Spinocerebellar Ataxia Type 3/Machado-Joseph Disease Initiative – ins Leben gerufen, welches als eine multizentrische europäische Studie angelegt wurde.
In dieser Arbeit sollten mögliche longitudinale Biomarker validiert werden, die bisher unter anderem in cross-sectional Studien und bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen gefunden wurden. Zu den untersuchten Proteinen gehören: OTOF, SUSD1, SFT2D2, ACY3, CA9, LTBP4, SAFB2, SFSWAP, DNAJC13, HDJ2, HSP27, HSPA2, HSP105. Diese wurden zuerst alle mittels bioinformatischer Auswertung untersucht. Hierfür dienten RNA-Sequenzierungsdatensätze des ESMI-Projekts, eine Studie mit SCA3 KI Mäusen mit 304 Glutaminen und einer Studie mit SCA3 YAC84Q Mäusen als Grundlage. Darüber hinaus wurden mehrere mögliche Biomarker auf RNA- und Protein-Ebene validiert. Dafür wurde für OTOF, SUSD1 und SFT2D2 die quantitative Echtzeit-PCR zur Detektion von RNA-Expressionsunterschieden und für ACY3, CA9, DNAJC13, HDJ2, HSP27, HSPA2 und HSP105 verschiedene Protein- biochemische Verfahren einschließlich Western Blot, Filter Trap und Immunhistochemie ausgewählt. Zusätzlich wurde untersucht, welche Hitzeschockproteine bei dem Aggregationsprozess in SCA3 Mausgehirnen in Bezug zu Kontrolltieren beteiligt sind. Teilweise konnte diese Promotion signifikante Expressionsunterschiede aufzeigen bzw. weitere Hitzeschockproteine identifizieren, welche in dem Aggregationsprozess beteiligt sind, was den Schluss zulässt, dass neue Biomarker für die Pathogenese der Krankheit und bzw. oder für kurative Therapieansätze eine Rolle spielen. Jedoch wurden in dieser Doktorarbeit die Kandidaten-Biomarker nicht ausreichend beleuchtet, sodass weitere Versuche notwendig sind. Hier würden sich weitere Versuche auf Zell-Ebene oder auf RNA-Ebene mit ESMI-ProbandInnen anbieten.
