Funding Funded Projects Deciphering Human CASP8 Deficiency – From Molecular Mechanisms to Clinical Perspectives

Deciphering Human CASP8 Deficiency – From Molecular Mechanisms to Clinical Perspectives

Bei Kindern mit einer frühkindlichen chronisch-entzündlichen Darmerkrankung (Very Early Onset Inflammatory Bowel Disease, VEO-IBD) ist im Vergleich zur später einsetzenden Form (EO-IBD) eher der Dickdarm betroffen. Diese seltene Erkrankung geht mit einer Immunschwäche und dem Funktionsverlust diverser Genprodukte einher und lässt sich mit konventionellen Mitteln kaum therapieren.

Früheren Untersuchungen von Dr. Kotlarz zufolge wird die Erkrankung bei fünf bis zehn Prozent aller VEO-IBD-Patienten allein dadurch hervor­gerufen, dass ihr Körper nicht genügend Interleukin-10-Rezeptoren bildet. Diese erste bekannte Form einer monogenen IBD-Erkrankung kann inzwischen durch eine Transplantation hämatopoetischer Stammzellen thera­piert werden. Dadurch ist noch einmal klar geworden, wie wichtig eine präzise Bestandsaufnahme der geneti­schen Disposition der VEO-IBD-Erkrankten für die Therapie ist.

Auf der Suche nach weiteren genetischen Eigenheiten dieser Krankheit hat Dr. Kotlarz das Genom von mehr als 600 VEO-IBD-Patienten sequenziert. Bei 23 Prozent dieser Patienten waren beide Allele des Genoms an derselben Stelle mutiert. Einer dieser Fälle betraf das CASP-8-Gen, das die Caspase 8 codiert. Die Caspase 8 ist eine Protease, die sowohl für die Regulation des für den Körper essentiellen Zelltod-Programms als auch für die Regulation von Entzündungsprozessen benötigt wird. Liefert keines der beiden Allele des CASP-8-Gens eine funktionstüchtige Protease, so reicht wohl auch dieser Defekt aus, um das Krankheitsbild der VEO-IBD hervor­zurufen. Dies konnte Dr. Kotlarz bei einer Unter­suchung an drei nicht miteinander verwandten VEO-IBD-Patienten nachweisen, die einen solchen Caspase-8-De­fekt aufwiesen. Untersuchungen an der Maus haben bereits gezeigt, dass sich diese Caspase gut als thera­peutisches Ziel eignet.

Dr. Kotlarz untersucht nun, wie die VEO-IBD-Erkrankung durch den Ausfall der Caspase 8 her­vorgerufen wird, und erarbeitet eine Strategie, wie man bei Patienten mit entzündlichen Darmerkran­kungen vorgeht, in deren Zellen der programmierte Zelltod dereguliert ist. Diese Untersuchungen werden an diversen Zell- und Organsystemen – an direkt aus dem Gewebe von VEO-IBD-Patienten gewonnenen Zellen (Primärzellen), an von deren Stammzellen abgeleiteten Immunzellen, an präklinischen künstlichen Mini-Darmsystemen sowie an patienten-spezifisch humani­sierten Mausmodellen – durchgeführt. Dabei soll geklärt werden, weshalb die Regulation der Lym­phozyten dieser Patienten aus dem Ruder läuft und was das für die Pathogenese bedeutet. Zudem möchte Dr. Kotlarz anhand der Charakterisierung von Makro­phagen, in denen die Caspase 8 ausgefallen ist, Ansatz­möglichkeiten finden, um bereits auf entsprechende Phänotypen therapeutisch einwirken zu können, bevor sich überhaupt Entzündungen entwickelt haben. Zudem soll charakterisiert werden, auf welche Weise die Darmepithelien ihre Schutz- und Barrierefunktion ver­lieren. Mithilfe dieser Untersuchungen will Dr. Kotlarz nicht nur nach neuen diagnostischen Instrumenten, sondern auch nach Möglichkeiten für eine individualisierte Therapie suchen.

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