DGVS Promotionsstipendiaten

Im Jahr 2017 vergab die DGVS erstmals Stipendien für besonders herausragende Promotionsvorhaben. Wir freuen uns sehr, dass wir an dieser Stelle die Projekte vorstellen können und gratulieren den Stipendiaten und Stipendiatinnen herzlich zum Erfolg und wünschen ihnen für die Zukunft weiterhin viel Erfolg.

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DGVS Promotionsstipendium

 

Promotionsprojekte

GPR15/GPR15L als mögliches therapeutisches Ziel bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen: Bericht über das Forschungsfreisemester

Trotz großer wissenschaftlicher Fortschritte ist die Pathogenese von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) nach wie vor nur unzureichend verstanden. Eine wichtige Rolle scheinen dabei T-Lymphozyten zu spielen, die durch den Vorgang des „Homings“ aus der Blutbahn in den entzündeten Darm auswandern können. Der G-Protein gekoppelte Rezeptor 15 (GPR15) konnte als eine der regulatorischen Komponenten dieses Prozesses im Colon ermittelt werden. Erst kürzlich wurde sein korrespondierender Ligand (GPR15L), der von Epithelzellen im Kolon produziert wird, beschrieben.

Ziel dieses Projektes war daher die Analyse der funktionellen Rolle von GPR15L in der CED-Pathogenese. Hierzu wurden GPR15L-/- und GPR15L+/+-Mäuse im akuten DSS-Colitis-Modell untersucht. Hierbei zeigte sich im Vergleich mit der Kontrollpopulation sowohl phänotypisch als auch auf molekularer Ebene ein signifikant gesteigertes Entzündungsgeschehen in der Gruppe der Ligand-Knockout-Mäuse. Diese Beobachtung konnte mit humanen klinischen und molekularen Daten aus Darmbiopsien von CED-Patienten und gesunden Probanden bestätigt werden: Der Entzündungsgrad der Darmschleimhaut und die Expression von GPR15L im Gewebe verhielten sich bei Patienten mit Colitis ulcerosa umgekehrt proportional. Außerdem konnte in einer Kohorte von 67 Colitis ulcerosa-Patienten gezeigt werden, dass eine hohe Expression des Liganden in der Darmschleimhaut über einen Follow-Up von 500 Tagen ab Biopsienahme signifikant seltener mit Schüben oder Progress der Erkrankung assoziiert war als eine niedrige Expression. Hierzu passend konnte in vitro gezeigt werden, dass TGF-β, ein anti-inflammatorisch wirksames Zytokin, die Expression von GPR15L in humanen Colonepithelzellen steigert.

Zusammengenommen legen diese Daten somit nahe, dass ein Fehlen des GPR15-Liganden beziehungsweise seine verminderte Expression zu einer aggravierten Entzündung führen. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die GPR15/GPR15L-Achse eine protektive Rolle bei Entzündungen im Colon spielt.

Somit könnte die Modulation des GPR15/GPR15L-Signalwegs einen interessanten zukünftigen Therapieansatz darstellen.

Lisa Dietz

Medizinische Klinik 1, Universitätsklinikum Erlangen-Nürnberg

Forschungszeitraum: Sommersemester 2018

Untersuchung des phosphorylierungsabhängigen Abbaus des humanen DNA-Mismatch-Reparatur Proteins PMS2

Die DNA-Mismatch-Reparatur (MMR) ist ein wichtiger Signalweg, um die Genauigkeit der DNA-Replikation aufrechtzuerhalten und Krebs zu verhindern. MutLα, ein Heterodimer, bestehend aus MLH1 und PMS2, spielt eine wichtige Rolle in der MMR; dennoch ist bisher wenig über dessen Regulation bekannt. Vorausgehende Publikationen zeigen, dass der Serin/Threonin-Phosphatase-Inhibitor Calyculin zu einem Abbau des Proteins PMS2 führt. Demnach scheint die posttranslationale Phosphorylierung eine Rolle in dessen Regulation zu spielen. Die darin involvierte Kinase konnte bisher nicht identifiziert werden. Nur der Multi-Kinase-Inhibitor Sorafenib konnte PMS2 vor der Wirkung von Calyculin bewahren.

Um die spezifische Kinase zu identifizieren, die am Abbauprozess von PMS2 beteiligt ist, wurden PMS2-transfizierte und mit Calyculin behandelte HEK293T-Zellen mit verschiedenen Konzentrationen von 13 Kinase-Inhibitoren inkubiert, die alle einen überlappenden Effekt mit Sorafenib aufwiesen. Die resultierende Konzentration von PMS2 wurde mittels Western Blot analysiert und mit der Konzentration in Zellen, die entweder mit Calyculin und Sorafenib (Positivkontrolle) oder DMSO (Negativkontrolle) behandelt worden waren, verglichen.

Von den getesteten Kinase-Inhibitoren zeigte Amuvatinib – neben Sorafenib – im Vergleich zur Standardkontrolle eine höhere Proteinexpression und konnte daher den Abbau von PMS2 durch die Calyculin-Behandlung vermeiden. Die für den phosphorylierungsabhängigen Abbau von PMS2 relevante Kinase scheint sich folglich in dem beschränkten Wirkspektrum von Amuvatinib zu befinden.

Um die Aminosäureposition in PMS2 zu identifizieren, die für den phosphorylierungsbedingten Abbau von PMS2 relevant sein könnte, wurden verschiedene PMS2-Varianten durch gezielte Mutagenese hergestellt. Die dafür ausgewählten Aminosäurepositionen waren zuvor mittels massenspektrometrischer Analysen nachgewiesen worden. Nach Transfektion dieser Varianten in HEK293T-Zellen und Behandlung mit Calyculin wurde die Konzentration von PMS2 mittels Western Blot bestimmt und mit der Konzentration in Wildtyp-Zellen, die entweder mit Calyculin (Positivkontrolle) oder DMSO (Negativkontrolle) behandelt worden waren, verglichen. Die getesteten PMS2-Varianten wiesen nach der Behandlung mit Calyculin keinen signifikanten Unterschied in ihrer Proteinexpression auf. Daraus kann gefolgert werden, dass mehr als eine einzelne Aminosäure für den Calyculin-abhängigen PMS2-Abbau relevant sein muss.

Theresa Maria Schmidbauer

Biomedizinisches Forschungslabor der Medizinischen Klinik 1

Universitätsklinikum Goethe-Universität Frankfurt am Main

Arbeitsgruppe: PD Dr. Angela Brieger