Gezielte Beeinflussung der posttranslationalen Modifikation von Desmin im humanen Skelettmuskel durch physische Belastung und deren Relevanz für die myofibrilläre Integrität

Das Desmin-Intermediärfilament (IF)-Netzwerk spielt in Muskelzellen eine entscheidende Rolle für die Übertragung von mechanischer Spannung und den Erhalt struktureller Integrität. Der Verlust der IF-Integrität gilt als initialer Faktor für den myofibrillären Abbau bzw. die Muskelatrophie. Verlust und Erhaltung der Desmin-IF-Integrität werden über ihre posttranslationale Modifikation (ptM) und insbesondere die Phosphorylierung reguliert. Dabei ist eine hohe Phosphorylierung mit einer Destabilisierung der IFs assoziiert und andersherum. Daher gilt eine gezielte Beeinflussung der Desmin-ptM als vielversprechender Ansatz, um in die Muskelatrophie einzugreifen, was pharmakologisch bislang nicht möglich ist. In einer eigenen Arbeit konnten wir zeigen, dass akutes Krafttraining (KT) ein potenter Stimulus ist, der die Phosphorylierung von Desmin (pDes) transient reduziert, und das Protein vor Protease-induzierter Spaltung schützt. Zudem führt wiederholtes KT zu einer Zunahme der Desmin-Konzentration, verändert den basalen pDes-Status und verstärkt die Dephosphorylierung infolge von akutem KT. Darauf aufbauend beabsichtigen wir eine profundere Untersuchung der Modulation der Desmin-ptM durch KT und deren Relevanz für die myofibrilläre Integrität. Hierfür werden eigene, bereits vorhandene Proben verwendet, sowie eine Interventionsstudie durchgeführt. Im Speziellen soll 1. Der zeitliche Verlauf der Desmin-ptM-Regulation binnen 24h infolge von akutem KT untersucht werden. 2. Um festzustellen, welche Art des KTs den potentesten Modulator der Desmin-ptM darstellt, wird eine Intervention durchgeführt, die verschiedene Kontraktionsmuster miteinander vergleicht. 3. Zwecks Abgrenzung zwischen physiologischer und pathophysiologischer Desmin-ptM werden Muskelproben von COPD-Patienten*innen, einer Kontrollgruppe, sowie alten und jungen Personen miteinander verglichen. Um anhand der Proben ein detaillierteres Bild der „ptM-Landschaft“ von Desmin zu erstellen werden 4. Phospho-Proteomics durchgeführt und 5. das Protein hinsichtlich weiterer ptMs untersucht. 6. Eine Relation zwischen der Desmin-ptM und funktioneller Konsequenz wird anhand von cleavage susceptibility assays hergestellt.