Molekulare Analyse der Funktion des TRPC6-Kanals in primären Podozyten der Maus

Bisher wurden sieben verschiedene TRPC-Kanäle (für „classical (oder
canonical) transient receptor potential“) beschrieben, die in der
Plasmamembran tierischer Zellen lokalisiert sind. Diese Kanäle
gehören zu einer von sieben Familien der TRP-Ionenkanäle, deren
Mitglieder an einer Vielzahl von physiologischen Funktionen im
Körper beteiligt sind. Im Jahr 2005 konnten in Patienten, die an
einer autosomal dominant vererbten Form der fokalen segmentalen
Glomerulosklerose (FSGS) leiden, Mutationen der TRPC6-Kanäle
identifiziert werden, die zu einer Überaktivität dieser Kanäle
führen ( sog. “gain-of-function”-Mutationen). Etwas später (2006)
wurden aber auch einige FSGS Patienten entdeckt, die keine
„gain-of-function“-Mutationen im TRPC6 sondern funktionslose, sog.
„loss of function“-Mutationen der Phospholipase Cɛ (PLCɛ)
exprimierten. Diese Daten deuten auf eine funktionelle Interaktion
zwischen TRPC6 und PLCɛ in Zellen der Niere hin, die bisher noch
nicht näher untersucht worden ist. Beide Proteine könnten sich auch
als Zielstrukturen für eine Pharmakotherapie der FSGS eignen. Die
FSGS äußert sich durch eine Störung des glomerulären
Filtrationsprozesses in der Niere, wodurch es unter anderem zu
einer Proteinurie kommt. In vielen Fällen führt die FSGS terminal
zur ESRD („end stage renal disease“), also zu einem akuten
Nierenversagen. Glomeruli bilden die filtrierende Einheit der
Niere, wobei der eigentliche Filter, welcher im Inneren des
Glomerulus lokalisiert ist, aus Podozyten, Endothelzellen und der
dazwischen befindlichen Basalmembran besteht. Da TRPC-Kanäle unter
anderem in Podozyten exprimiert werden, liegt die Annahme nahe,
dass diese Zellen durch den vermehrten Ca2+-Einstrom mutierter
Kanäle bei der FSGS krankhaft verändert sein könnten. Aus diesem
Grund wurden in dieser Arbeit Podozyten aus Wildtyp (WT)-Mäusen
sowie TRPC6 (TRPC6-/-)- und PLCε (PLCε-/-)-gendefizienten Tieren
isoliert und umfangreich durch den Nachweis podozytenspezifischer
Markerproteine charakterisiert. Zellfunktionen wie Proliferation,
Aktinstressfaserbildung, RhoA- und TRPC6-Aktivität wurden
vergleichend in den Zellen der verschiedenen Genotypen analysiert.
Es zeigte sich, dass PLCε zwar mit TRPC6 in Zellen des Nierenkortex
interagieren kann, aber PLCε-/--Podozyten funktionell in ihrer
Angiotensin II-induzierten Aktinstressfiberbildung und
GTPγS-induzierten TRPC6-Aktivierung nicht von Wildtyp-Podozyten
unterschieden werden konnten, was auf eine redundante Funktion der
PLCε-vermittelten TRPC6-Aktivierung hindeutet. Eine Aktivierung von
TRPC6 durch PLCε wird wahrscheinlich durch die Stimulation der
wesentlich stärker exprimierten anderen PLC-Isoform PLCβ1,
zumindest in Podozyten, überdeckt. Eine Expression der klonierten
murinen TRPC6-FSGS-Mutanten in primär isolierten Wildtyp- und
TRPC6-defizienten Podozyten war für die Zellen lethal, wodurch die
Pathogenität eines erhöhten TRPC6-induzierten Ca2+-Einstroms für
diese Zellen und damit den gesamten Nierenglomerulus in
FSGS-Patienten noch einmal nachgewiesen werden konnte. In Zukunft
könnten deswegen spezifische TRPC6-Inhibitoren eine Therapieoption
zur Linderung der Symptome bei FSGS-Patienten sein.