Identifikation von kritischen molekularen Faktoren für die Entwicklung von regulatorischen T-Zellen im humanen Thymus.

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Julia Polansky-Biskup; Dr. Harald Stachelscheid
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527668591

CD4+ FOXP3+ regulatorische T-Zellen (Treg) sind aufgrund ihrer immunsuppressiven Funktion wesentlich daran beteiligt, immunologische Toleranz gegenüber körpereigenen Strukturen und harmlosen Fremdantigenen zu induzieren und aufrecht zu erhalten. Das macht sie zur einer vielversprechenden Effektorpopulation für den Einsatz in immunsuppressiven adoptiven T-Zelltherapien gegen Autoimmunität und Transplantatabstoßung, die derzeit weltweit intensiv in prä-/klinischen Studien getestet werden. Trotz dieser großen Bedeutung wurden die molekularen Mechanismen der physiologischen Treg-Entwicklung beim Menschen bisher nicht umfassend aufgeklärt. Gründe hierfür sind unzureichende in vitro-Modelle, eingeschränkter Zugang zu erforderlichen Gewebeproben und die unterschätzte Relevanz epigenetischer Mechanismen. Mit dem vorliegenden Projekt sollen wichtige Wissenslücken im Verständnis der thymischen Treg-Entwicklung beim Menschen geschlossen werden. Wir konzentrieren uns auf die Identifizierung und funktionelle Validierung kritischer epigenetischer und molekularer Akteure, die die Entwicklung von Tregs im menschlichen Thymus bedingen. Dazu werden wir Epigenome von ex vivo isolierten humanen Thymozyten-Populationen erstellen (inkl. DNA-Methylomen, DNA-Zugänglichkeitsprofilen und Transkriptomen). Die identifizierten molekularen Kandidaten (z.B. Transkriptionsfaktoren, Chromatin-Modifikatoren, epigenetische Schalter) werden anschließend auf ihr Potential hin getestet, Treg-Differenzierung zu induzieren. Dazu nutzen wir innovative epi-/genetische Editierungsansätze in einem etablierten in vitro T-Zell-Entwicklungsmodell, das auf humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSCs) basiert. Schließlich werden wir mit den gewonnenen Erkenntnissen ein Protokoll entwickeln, das es zuverlässig ermöglicht, hiPSC-basierte Tregs in vitro zu erzeugen. Abschließend werden Phänotyp, Fitness und immunsuppressives Potenzial der generierten Treg verifiziert und mit Profilen von ‚klassisch‘ hergestellten therapeutischen Treg-Produkten verglichen. Unser Projekt bringt Expert*innen aus verschiedenen Disziplinen zusammen (Immunologie, Stammzellwissenschaften, Molekularbiologie, Bioinformatik und T-Zelltherapie). Es basiert auf unseren eigenen fundierten Vorarbeiten in den jeweiligen Disziplinen, sowie auf einer etablierten Zusammenarbeit mit Kliniker*innen für die Akquise der erforderlichen Gewebeproben. Diese einzigartige Kombination aus multidisziplinärer Expertise und modernsten Technologien wird uns die Durchführung dieses ehrgeizigen Projekts ermöglichen. Die Ergebnisse dieser Studie werden unser Verständnis der physiologischen thymischen Treg-Entwicklung beim Menschen erheblich verbessern. Zudem könnte ein Protokoll zur Generierung von hiPSC-basierten Tregs definiert werden, die für immunsuppressive adoptive T-Zelltherapien geeignet sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen