Charakterisierung und molekulare Funktionen des IL-17 – IL-36 Zytokinnetzwerkes in Keratinozyten und dessen Bedeutung in der Psoriasis

• Antragsteller: Professor Dr. Bernhard Lüscher
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Biochemie ; Dermatologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 408794211

Psoriasis ist eine chronisch-entzündliche Hauterkrankung, die ca. 2% der westlichen Bevölkerung betrifft und einhergeht mit einer Hyperproliferation und einer Differenzierungsstörung von Keratinozyten. Psoriasis ist eng assoziiert mit dem Immunsystem, so spielen z.B. die TH17 Zellen eine zentrale Rolle. Neben IL-17 sind auch IL-36 Zytokine wichtig, die zusammen Gene regulieren, deren Produkte sowohl für die Differenzierung, die Proliferation und die Barrierebildung von Keratinozyten als auch für die Rekrutierung und Aktivierung von Immunzellen wichtig sind. Wir haben die Wirkung von IL-17A auf primäre humane Keratinozyten, sowohl im Monolayer als auch in organotypischen 3-dimensionalen (3D) Hautmodellen, untersucht. Unter anderem wird IL-36 aktiviert, das ähnlich wie IL-17A die Differenzierung von Keratinozyten im 3D Modell und im Mausohr stört. IL-36 scheint somit ein Effektor von IL-17A zu sein. Zudem kooperieren diese beiden Zytokine in der Regulation von Genen, die für die Differenzierung und die Hautbarriere wichtig sind. Es ist daher anzunehmen, dass IL-17A und IL-36 in einem Feedforward-Mechanismus zusammenwirken und dadurch den Psoriasisphänotyp verstärken. Wir wollen die Kooperativität dieser beiden Zytokine verstehen und dazu HaCaT und primäre Keratinozyten nutzen. Wir werden die Signalwege und deren Effekte auf Zielgene untersuchen. Dazu wollen wir die Proteine der Signalwege, die Bindung von Transkriptionsfaktoren an die DNA, den Chromatinstatus, die RNA-Polymerase II und die Transkriptionsrate untersuchen. Zudem werden wir testen, ob IL-17A und IL-36 in der Regulation der RNA-Stabilität zusammenwirken. Diese Untersuchungen werden klären, wie die beiden Zytokine in der Regulation der Genexpression kooperieren. Zudem wollen wir verstehen, wie IL-36 prozessiert und sekretiert wird. Dazu werden wir IL-36-Biotinligase-Fusionsproteine nutzen, um Interaktionspartner von IL-36 mittels Massenspektrometrie zu identifizieren und deren Bedeutung für die Aktivierung und Sekretion, wahrscheinlich über einen nicht-konventionellen Weg, zu messen. Wir werden zudem klären, in wie weit "Pattern Recognition Receptors" für diese Prozesse von Bedeutung sind. Insgesamt werden diese Experimente uns Einblicke in die Regulation der Prozessierung und Sekretion von IL-36 geben und uns Möglichkeiten zur Manipulation dieser Prozesse eröffnen. Des Weiteren werden wir die funktionelle Relevanz von IL-36 in der Maus analysieren. Dazu werden wir ein Mausohr-Injektionsmodell und das Imiquimod-Modell nutzen. Wir wollen die IL-36 Effekte mittels eines IL-36-Rezeptorfusionsproteins und durch die Manipulation identifizierter Signalwege und der Prozessierung von IL-36 beeinflussen. Insgesamt erwarten wir, dass die geplanten Experimente uns erlauben, die molekularen Mechanismen der Regulation von IL-36, dessen Kooperation mit IL-17A und die Bedeutung von IL-36 für die Keratinozytenfunktion im Zusammenhang mit der Psoriasis zu klären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen