Identifizierung der zellulären und molekularen Mechanismen der Leukozytendiapedese durch die Blut-Hirn-Schranke bei der Multiplen Sklerose

• Antragstellerin: Dr. Silvia Tietz
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Immunologie ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246155722

Bei Multipler Sklerose (MS) dem Tiermodell experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis (EAE) gelangen autoreaktive T-Zellen in das zentrale Nervensystem (ZNS). Autoreaktive T-Zellen lösen dort eine Entzündung aus und verursachen Demyelinisierung. Die Rekrutierung von Leukozyten ins ZNS wird vom spezialisierten Endothel der Blut-Hirn-Schranke (BHS) kontrolliert. Eine Inhibition der Leukozytenmigration durch die BHS mittels des anti-alpha4-Integrin Antikörpers Natalizumab ist eine erfolgreiche Therapie, um schubförmige MS zu behandeln. Allerdings geht diese Therapie mit dem Risiko einher, eine progressive multifocal leukoencephalopathy (PML) zu entwickeln. Das Ziel des angestrebten Projekts ist es, neue molekulare Signalwege zu identifizieren, die bei der multi-step-Rekrutierung von T-Zellen eine Rolle spielen, und therapeutische Targets zu definieren, die einzig die Rekrutierung schädlicher Immunzellen ins ZNS blockieren, ohne die Migration schützender Zellen zu beeinflussen. Während Moleküle, die den T-Zell-Arrest, die Polarisation und das Kriechen vermitteln bereits beschrieben wurden, sind die molekularen Mechanismen, die bei der T-Zell-Diapedese beteiligt sind, weitgehend unerforscht. Deshalb wollen wir die individuelle Beteiligung des junctional adhesion molecule-B (JAM-B), sowie ALCAM, MCAM und Ninjurin bei der T-Zell-Polarisation, dem Arrest, dem Kriechen und der Diapedese durch die BHS in vitro und in vivo untersuchen.Aufgrund dessen, dass JAM-B ein alternativer Interaktionspartner von alpha4-Integrin ist, und deshalb ein interessantes Target bei EAE darstellt, soll als erstes Ziel die Rolle von JAM-B bei der Pathogenese der EAE in JAM-B-/- C57BL/6 und SJL Mäusen untersucht werden. Außerdem sollen Subpopulationen infiltrierter Leukozyten durchflusszytometrisch differenziert werden. In einem BHS-Modell in vitro soll anschließend die Beteiligung von JAM-B, ALCAM, MCAM und Ninjurin bei der Integrität der BHS und der T-Zell-Extravasation unter fließenden Bedingungen untersucht werden. Hierfür sollen pMBMECs isoliert, und deren Interaktion mit Immunzellen durch live cell Imaging dokumentiert werden. Als zweites Ziel soll beschrieben werden, ob die spezielle Charakteristik der BHS die transzelluläre oder parazelluläre Route einzelner Leukozytenpopulationen begünstigt, und ob JAM-B bei diesen Prozessen involviert ist. Die Interaktion verschiedener T-Zell-Subpopulationen mit den Mikrogefäßen des ZNS soll mittels Intravitalmikroskopie in JAM-B-/- Mäusen untersucht werden. Außerdem sollen VE-Chadherin-GFP knockin Mäuse zum Einsatz kommen, bei denen die endothelialen Konnexionen sichtbar sind. Dies erlaubt den bevorzugten Diapedeseweg in Abhängigkeit unterschiedlicher Adhäsionsmoleküle zu visualisieren. Als drittes Ziel sollen neue zelltypspezifische Adhäsionsmoleküle mittels mouse TU tagging identifiziert werden. Als viertes Ziel soll schließlich untersucht werden, ob MK2 eine Rolle bei der Biosynthese von JAM-B und ALCAM spielt.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeberin: Professorin Britta Engelhardt, Ph.D.