Das retinale Pigmentepithel (RPE) steht in direkter Interaktion mit Photorezeptoren. Die Ursache vieler degenerativer Erkrankungen des Auges ist daher mit einer Fehlfunktion vom RPE verbunden. Sekretorische Prozesse vieler Zelltypen werden über das Zusammenspiel spannungsabhängiger Kalzium- (Ca2+-) Kanäle und Rab- (Ras-related in brain) Proteinen, reguliert. Im RPE wird die Sekretion von Wachstumsfaktoren zur basolateralen Seite der Gefäßschicht über die Aktivierung von L-Typ-Ca2+-Kanälen vom Subtyp CaV1.3 sowie unteranderem von der GTPase, Rab27a, reguliert. Heterolog exprimierte CaV1.3/β3/α2δ1-Kanäle zeigten bei Koexpression mit Rab27a eine negative Spannungsabhängigkeit und eine um 70 % reduzierte Stromdichte. Die Oberflächenexpression von CaV1.3-Kanälen war bei Koexpression mit Rab27a nur um 10 % reduziert. Die Überexpression von Rab27a in einer humanen RPE-Zelllinie resultierte in einer Verschiebung der Spannungsabhängigkeit zu positiven Membranpotenzialen, einer Reduktion der Stromdichte endogener CaV1.3-Kanäle sowie einer verminderten Sekretion von vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF). Die Daten zeigen erstmals die direkte Modulation der Ca2+-Kanalaktivität durch Rab27a. Kennzeichnend für die Best`sche vitelliforme Makuladystrophie (BVMD), eine vererbbare autosomal-dominante Form der Makuladegeneration, ist der reduzierte Hellanstieg (LP) im Elektrookulogramm (EOG) von betroffenen Patienten. BVMD ist mit Mutationen im BEST1-Gen assoziiert. Das Genprodukt von BEST1, Bestrophin-1 (Best-1), ist ein integrales Protein der basolateralen Membran im RPE. Sowohl im EOG von Patienten nach Inhibierung von CaV1.3-Kanälen durch Dihydropyridin als auch im Elektroretinogramm im murinen CaV1.3-defizienten Modell ist ein reduzierter LP beschrieben worden. Die Hypothese, dass die Interaktion von Best-1 und CaV1.3-Kanälen von funktioneller Bedeutung für das RPE ist, und der schädigende Effekt von Mutationen im BEST1 durch die gestörte Interaktion des CaV1.3-Kanals und Best-1 entsteht, liegt somit nahe. Es wurden vier krankheitsassoziierte Missense-Mutationen im BEST1-Gen (R218C, T6P, F80L und F305S) untersucht. Alle Mutanten zeigten eine Interaktion mit dem CaV1.3/β4/α2δ-Kanalkomplex, obgleich die Effizienz in der Co-IP niedriger war als beim wildtypischen (WT) Best-1. Im heterologen Expressionssystem war die Stromdichte von CaV1.3-Kanälen in Anwesenheit der Mutanten reduziert und die Spannungsabhängigkeit in Anwesenheit von F80L und F305S verändert. Die verminderte Stromdichte korrelierte mit einer reduzierten Proteinlokalisation in der Plasmamembran, sowohl von mutanten Best-1 also auch von CaV1.3. In primären Schweine RPE-Zellen war mutantes Best-1 delokalisiert, was gleichzeitig in der Fehllokalisation von CaV1.3 und endogenem Best-1 resultierte. Zusätzlich waren T6P und F305S überwiegend apikal assoziiert. Die Ergebnisse konnten zusätzlich in humanen - aus induziert pluripotenten Stammzellen abgeleiteten - RPE-Zellen bestätigt werden. Die reduzierte Lokalisation von CaV1.3-Kanälen in der Plasmamembran könnte in einer verminderten Membranleitfähigkeit für Ca2+ resultieren, die wiederrum die sekretorische Aktivität vom RPE und die circadiane Regulation der Phagozytose modulieren könnte. Dies würde teilweise den reduzierten LP im EOG von BVMD-Patienten erklären.
