Universität zu Köln

Münkner, Lea (2025). Funktionelle Untersuchungen zu NPHP1 mittels CRISPR/Cas9 basiertem Genome Engineering. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Zystische Nierenerkrankungen stellen in ihrer Gesamtheit eine der häufigsten genetischen Ursachen für die terminale Niereninsuffizienz im Kindes- und Erwachsenenalter dar. Die wichtigsten Vertreter sind die autosomal-dominante polyzystische Nierenerkrankung (ADPKD) und die pädiatrische rezessive Form (ARPKD), sowie die ebenfalls meist pädiatrische Nephronophthise (NPH). Im Gegensatz zur mit einer Inzidenz von 1:1000 recht häufigen ADPKD zählt die NPH zu den seltenen genetischen Erkrankungen. Sie ist jedoch weltweit die häufigste genetische Ursache für eine terminale Niereninsuffizienz im Kindes- und Jugendalter. Bereits früh wurden pathogene Mutationen im Gen NPHP1 mit dem korrelierenden Protein Nephrozystin-1 als Krankheitsursache beschrieben. Mittlerweile wurden mehr als 19 weitere NPHP Gene identifiziert, der genaue Pathomechanismus der NPH und die Funktion dieser NPHP Gene ist aber nach wie vor wenig verstanden und somit fehlen ursächliche Therapien. Mittels CRISPR/Cas9 basiertem Genome Engineering konnten im Rahmen dieser Arbeit erfolgreich renale Epithelzellen und Mäuse mit einer Nphp1-Defizienz (‚knockout‘) generiert und validiert werden. In den Zellexperimenten zeigt sich mittels Immunfluoreszenz eine reduzierte Zahl Zilien tragender Zellen, sowie eine verringerte Zilienlänge bei den Nphp1- defizienten Zellen. Weiterhin zeigte die Analyse der Proteinexpression mittels MS/MS nur geringfügige Veränderungen im Expressionsprofil. In den Nphp1-/- Mäusen konnte darüber hinaus in massenspektrometrischen Analysen der Verlust von Nphp1 bestätigt werden. Die entsprechenden Tiere wiesen jedoch keinen offensichtlichen renalen Phänotyp auf. So zeigen sich keine Gewichtsunterschiede und keine morphologischen Veränderungen der Niere im Sinne von Zysten oder Fibrose. Im Zuge der Arbeit wurden weiterhin monoklonale Antikörper für die Immunpräzipitation validiert. Kombiniert mit den KO Modellen als Negativkontrolle konnten wir so ein in vivo Nphp1 Interaktom zur detaillierten Analyse des NPHP1 Proteinkomplexes erstellen. Dabei konnten wir 154 potenzielle Interaktoren identifizieren. Zusammenfassend konnte also gezeigt werden, dass Nphp1-defiziente Mäuse keinen offensichtlichen renalen oder hepatischen Phänotyp entwickeln bei einem nachgewiesenen Verlust der Nphp1 Expression. Darüber hinaus haben die Zellexperimente gezeigt, dass ein Nphp1 KO einen Einfluss auf die Ziliogenese zu haben scheint, allerdings das Expressionsprofil der Zellen nur wenig verändert.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Münkner, Lea lea.muenkner@web.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-802459
Date:	2025
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Innere Medizin > Klinik II für Innere Medizin - Nephrologie, Rheumatologie, Diabetologie und Allgemeine Innere Medizin
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language NPHP1; CRISPR/Cas9; Nephronophthise UNSPECIFIED
Date of oral exam:	22 August 2025
Referee:	Name Academic Title Schermer, Bernhard Professor Dr. med. Bolz, Hanno Jörn Professor Dr. med.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/80245