Das humane Usher-Syndrom (USH) ist die häufigste Form vererbter kombinierter Taubblindheit. USH ist eine komplexe genetische Erkrankung mit mindestens 12 Loci, die drei klinische USH-Typen (USH1-3) zugeordnet sind. Der schwerste USH-Typ ist USH1, der durch Hörverlust von der Geburt an, vestibuläre Areflexie und präpubertären Beginn der Retinitis pigmentosa (RP) charakterisiert ist. Die 10 identifizierten USH-Gene kodieren für sehr unterschiedliche Proteine. Das USH1C-Protein-Harmonin ist eines der wichtigsten Gerüstproteine, das die anderen USH-Moleküle untereinander verbindet.Das ultimative Ziel unseres Vorhabens ist es, die fortschreitende Netzhautdegeneration von USH-Patienten zu stoppen oder zu verlangsamen und damit die Lebensqualität der Betroffenen zu verbessern.

Im vorliegenden Projekt möchten wir die Pathomechanismen aufdecken, die der USH1C-assoziierten Netzhautdegeneration zugrunde liegen, und zudem therapeutische Strategien für USH1C-assoziierte RP entwickeln. Bisher hat das Fehlen eines geeigneten Tiermodells nicht nur umfassende Funktionsanalysen von USH-Proteinen erschwert, sondern auch die Evaluation fundierter therapeutischen Interventionen verhindert. Im Antrag bündeln die beiden Antragsteller ihre Expertise einerseits zu USH und Netzhautdegenerationen (U. Wolfrum) und anderseits auf dem Gebiet der Herstellung von Krankheitsmodellen im Schwein (N. Klymiuk), um ein geeignetes Tiermodell - ein transgenes USH1C-Schwein - zu generieren. Hierfür wurden mittels somatischen Nukleartransfers (SCNT) transgene Tiere generiert. Die in das Scheinegenom eingeführte humanen USH1CR31X-Mutation führt zu einem vorzeitigen Stopcodon in Exon 2, wodurch bei der Translation ein nur verkürztes, nicht-funktionelles Harmoninprotein hergestellt werden kann. Im vorliegenden Projekt werden wir folgende wissenschaftliche Ziele verfolgen:

(1) Charakterisierung des retinalen Phänotyps des transgenen USH1CR31X-Schweins. Hierfür werden wir den Krankheitsverlauf hinsichtlich der Morphologie, der molekularen Veränderungen und der Netzhautfunktion untersuchen.

(2) Erzeugung einer Zuchtherde von transgenen USH1CR31X-Schweinen, die zur Evaluation präklinischer Therapieoptionen dienen wird.

(3) Evaluation der Gentherapie-Optionen für USH1C im Auge transgener USH1CR31X-Schweine. Hierzu werden wir menschliche USH1C/Harmonin-Isoformen über subretinale Injektion von Adeno-assoziierten-Viren (AAVs) in das Auge der Schweine einbringen.

Wir sind davon überzeugt, dass die Ergebnisse der unserer Studien das Verständnis der Harmonin-Funktion, sowie die Pathomechanismen, die zu USH1C führen, erhöhen werden. Die zu erwartenden Daten sollten über das USH1CR31X-Model hinaus auch ein Proof-of-Concept für Modelle im Schwein für andere Netzhautdystrophien liefern. Zudem werden wir aus unseren präklinischen Studien wertvolle Daten für die Ausarbeitung einer klinischen Studie erhalten, die wir in Zusammenarbeit mit einer internationalen USH1C-Koalition zeitnah initiieren möchten.