Molekulare und funktionelle Analyse humaner B-1-Populationen und natürlichem IgM

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Marc Seifert
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251227433

Die Existenz von B-1 Zellen im Menschen war seit langem ungeklärt. Basierend auf unseren Ergebnissen aus der ersten Förderperiode konnten wir zeigen, dass reife CD5+ B-Zellen humane B-1a-Zellen repräsentieren. Diese Erkenntnis stützt sich auf ihre besondere Entwicklung und ihre molekularen und funktionellen Eigenschaften. Wir konnten zeigen, dass humane B-1a-Zellen ontogenetisch früh von distinkten hämatopoetischen Vorläufern abstammen und in das Peritoneum humanisierter Mäuse einwandern. Diese Mäuse weisen außerdem einen natürlichen IgM-Titer im Blut auf. Auch im menschlichen Peritoneum konnten wir solche B-1a-Zellen nachweisen. Die Analyse von DNA-Methylierungsmustern ergab spezifische epigenetische Marker in B-1a-Zellen, die durch besondere Aktivität bestimmter Transkriptionsfaktoren zurückzuführen waren. Diese Muster belegen die molekulare und ontogenetische Besonderheit humaner B-1a-Zellen. Das Ig-Repertoire humaner B-1a-Zellen aus Nabelschnurblut ist leicht verzerrt und häufig fehlen N-Nukleotide an IGHD-IGHJ-Verknüpfungen. Keimzentrums-unabhängige klonale Expansionen im Nabelschnurblut weisen auf eine Selbsterneuerungskapazität von B-1a-Zellen hin. Schließlich konnten wir in funktionellen Analysen eine Neigung zu T-Zell-unabhängiger Aktivierbarkeit sowie spontane IgM-Sezernierung nachweisen, typischen Kennzeichen von B-1a-Zellen.In weiteren Experimenten konnten wir klare Hinweise auf B-1b-Zellen im menschlichen Nabelschnurblut finden. Diese B-1b-Zellen unterscheiden sich durch ihre Größe und Expression bestimmter Oberflächenmarker von B-1a- und naiven B-Zellen. Weiterhin konnten erste Vorarbeiten zeigen, dass B-1a- und B-1b-Zellen ein ähnliches Ig-Repertoire aufweisen.Das Forschungsprogramm dieses Folgeantrages beinhaltet eine vertiefende funktionelle Analyse humaner B-1a-Zellen, aber auch die molekulare und funktionelle Charakterisierung ihrer B1b-Geschwisterpopulation mittels RNA-Sequenzierung und Analyse von DNA-Methylierung. Funktionelle Analysen sollen sich vor allem auf Migration, Differenzierung und Sekretierungskapazitäten fokussieren. Weiterhin planen wir, die BCR-Spezifitäten humaner B-1-Populationen und Gedächtnis-B-Zellen miteinander zu vergleichen, um einen Einfluß von Auto- oder Polyreaktivität auf die Entwicklung humaner B-1-Zellen aufzudecken. Diese Analyse ist weiterhin wichtig, um die Spezifität von natürlichem IgM (aus B-1a-Zellen) mit dem von spezifischem IgM (aus IgM-Gedächtnis-B-Zellen) zu vergleichen. Schließlich soll eine strukturelle Analyse humaner IgM-Moleküle mittels Massenspektrometrie erfolgen, die wir sowohl ex vivo als auch in vivo generiert aufreinigen und auf mögliche Unterschiede in ihrer Effektorfunktion untersuchen wollen.Zusammengefasst zielt dieser Folgeantrag auf eine Definierung und umfassende funktionelle Charakterisierung humaner B-1-Populationen und natürlichem IgM.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen