Gewebsmakrophagen-Heterogenität in Drosophila melanogaster- Charakterisierung und Identifikation von Makrophagen-Subpopulationen in der gesunden und erkrankten Fliege

• Antragstellerin: Professorin Dr. Katrin Kierdorf
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432207796

Makrophagen sind professionelle Phagozyten, die man in allen Metazoen findet. Viele Makrophagen-Populationen sind sehr langlebige Zellen, die von embryonalen Vorläufern abstammen. Sie haben spezialisierte Funktionen in jedem Organ und sind hoch angepasst an ihre spezifische Gewebeumgebung. Neue Studien zeigen eine hohe Diversität unter Gewebsmakrophagen in Vertebraten. So scheinen in vielen Organen mehrere Subpopulationen zu existieren. Allerdings ist bisher nur sehr wenig über die genauen Mechanismen dieser Diversifikation bekannt, ebenso wie über die speziellen Funktionen dieser Makrophagen-Subpopulationen. Des Weiteren ist die gezielte Manipulation von diesen Subpopulationen mit hohen Kosten verbunden und immer noch technisch sehr anspruchsvoll, da nur eine limitierte Anzahl an genetischen Modellen im Vertebraten zur Verfügung steht. Plasmatozyten, die Makrophagen-ähnlichen Zellen der Fruchtfliege Drosophila melanogaster, zeigen große Ähnlichkeiten in ihrer Entwicklung und Funktion zu Makrophagen im Vertebraten, wie zum Beispiel die Phagozytose von Zellresten oder einwandernden Pathogenen oder die Sekretion von immun-modulatorischen Faktoren. In der adulten Fliege sind 95% aller Hämozyten eigentlich Plasmatozyten, die aus der embryonalen, larvalen und Lymphdrüsen-Hämatopoese stammen. Neben ihrer Funktion als erste Immunabwehr gegen Infektionen in der adulten Fliege, haben wir und andere gezeigt, dass Plasmatozyten auch essentielle Funktionen während der Gewebshomöostase und im Metabolismus unter physiologischen Bedingungen haben. Des Weiteren spielen sie eine entscheidende Rolle währen der chronischen Stressantwort, wie zum Beispiel während chronisch fettreicher Ernährung. Plasmatozyten in Drosophila stellen somit ein gutes Modell dar um Funktionen von Makrophagen und ihrer Subpopulationen zu studieren. Wir wollen hier die Vorteile von Drosophila melanogaster als Modellorganismus mit seiner breiten Palette an genetischen Werkzeugen nutzen, um funktionelle Makrophagen-Heterogenität in Geweben und die grundlegenden Mechanismen zu identifizieren und charakterisieren. Hierzu werden wir ein Spektrum an unterschiedlichen genetischen Modellen in Kombination mit neuen innovativen Technologien, wie in vivo Imaging oder scRNA-seq, benutzen. Im Vergleich mit Daten von Gewebsmakrophagen-Subpopulationen in der Maus, wird unsere Studie neue Einblicke in die Spezifizierung und die Funktion verschiedener Subpopulationen geben. Des Weiteren werden diese Daten dazu beitragen ein umfassendes Bild von Makrophagen-Spezialisierung während physiologischer und pathologischer Bedingungen von der Fliege bis zum Mensch zu erhalten. Genaues Verständnis der Makrophagen-Heterogenität in Drosophila wird uns weiterhin erlauben gemeinsame und unterschiedliche Mechanismen zwischen Invertebraten und Vertebraten zu entschlüsseln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen