Analyse der Funktion des Aktin-Zytoskeletts bei der Regulierung der TLR-vermittelten B-Zell Antwort im Rahmen von inflammatorischen Prozessen

• Antragstellerin: Dr. Selina Keppler
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 336635366

B-Zellen bewahren im Zusammenspiel mit anderen Körperzellen das immunologische Gleichgewicht. Bei der B-Zell Aktivierung erkennt der B-Zell Rezeptor (BCR) ein spezifisches Antigen zusammen mit einem kostimulierenden Signal. Auch Zytokinrezeptoren oder Toll-like Rezeptoren (TLR) beeinflussen B-Zell Funktionen. Aberrante B-Zell Aktivierung kann zur Entstehung von Autoimmunerkrankungen, wie dem Wiskott-Aldrich Syndrom (WAS), führen. WAS zeichnet sich unter anderem durch eine hohe Konzentration an IgA und IgE Antikörpern und einem erhöhten Risiko von Infektionen und Autoimmunität, einschließlich entzündliche Darmerkrankungen, aus. Ursache sind genetisch-bedingte Defekte in der Proteinexpression des WAS-Protein (WASP) oder des WASP Interaktionsproteins (WIP), beide Modulatoren des Aktin-Zytoskeletts. B-Zellen, denen WASP oder WIP fehlt, zeigen Hyperaktivität nach Stimulierung des BCRs oder TLRs, wie wir und andere zeigen konnten. Im vorliegenden Projekt wollen wir die Rolle dieser Aktin-modulierenden Proteine bei der TLR-vermittelten Signalübertragung im Kontext von entzündlichen Prozessen untersuchen.Vorläufige Experimente für diesen Antrag zeigen eine verstärkte Sekretion von entzündungsfördernden Zytokinen (IL-6, TNF-a) von WIP-defizienten (WIP KO) B-Zellen nach TLR4 Stimulation in vitro. Weiterhin stellten wir in WIP KO B-Zellen eine verminderte Expression der Transkriptionsfaktoren (TF) IRF4 und T-bet fest, welche die Differenzierung und Zytokinproduktion beeinflussen können. Entzündungsfördernde Zytokine können auto-immune Reaktionen gegen kommensale Mikrobakterien verstärken. Wir beobachteten eine erhöhte B-Zell Aktivität und vermehrte Produktion von IgA Antikörpern im Darm von WIP KO Mäusen. Zusätzlich zeigten chimäre Mäuse, in denen nur B-Zellen das WIP Protein fehlt, sehr früh Anzeichen einer Kolitis. Daher könnte eine gestörte Plasmazelldifferenzierung zusammen mit einer erhöhten Zytokinproduktion die Autoimmunität in WAS verstärken. Wir vermuten daher, dass WIP in B-Zellen an der TLR4-vermittelten Signaltransduktion beteiligt ist, die Expression von TF, sowie Antikörperproduktion und Zytokinsekretion regulieren und damit die Immunhomöostase im Darm beeinflussen kann. Um diese Hypothese zu testen, planen wir (1) die Rolle von WIP und WASP in B-Zellen bei der Signaltransduktion, der Endozytose, der Zytokin- und der Antikörperproduktion in vitro und in vivo im Rahmen der TLR4 Aktivierung zu untersuchen; (2) den zugrunde liegenden Mechanismus der Expression der TF und die daraus folgende B-Zell Differenzierung zu analysieren; und (3) in vivo die Auswirkungen der entzündungsfördernden Zytokinproduktion, Plasmazelldifferenzierung und Sezernierung von IgA Antikörpern von WIP KO B-Zellen während einer induzierten Sepsis oder beginnender Kolitis untersucht werden. Ergebnisse aus dem hier beschrieben Projekt können zu einem erweiterten Verständnis des Einflusses der B-Zellen in Autoimmunerkrankungen wie WAS und zu neue Behandlungsmethoden führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen