Charakterisierung von Immundysfunktionen bei mitochondrialen Erkrankungen

• Antragsteller: Professor Dr. Antoine-Emmanuel Saliba; Professor Dr. Leif Erik Sander
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Klinische Infektiologie und Tropenmedizin
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 530098272

Mitochondriale Erkrankungen resultieren aus Fehlfunktionen der Mitochondrien und Defekten der oxidativen Phosphorylierung aufgrund von Mutationen der nukleären DNA (nDNA) oder der mitochondrialen DNA (mtDNA). Aufgrund der ausgeprägten Variabilität in der klinischen Präsentation und der vielfältigen möglichen Organmanifestationen, stellen mitochondriale Erkrankungen eine große Herausforderung für die Diagnosestellung und Behandlung dar. Trotz der Tatsache, dass Mitochondrien als kritische bioenergetische Organellen die Aktivität und Funktion von Immunzellen beeinflussen, ist bislang bemerkenswert wenig über immunologische Auffälligkeiten im Zusammenhang mit mitochondrialen Erkrankungen bekannt. Die Hürden für das bislang sehr eingeschränkte Verständnis der immunologischen Folgen von genetisch bedingten Mitochondrienerkrankungen liegen in der Komplexität des Immunsystems und der Tatsache, dass bei diesen Erkrankungen parallel sowohl mutierte und nicht mutierte mtDNA in denselben Zellen vorliegen, was als Heteroplasmie bezeichnet wird. Wir haben nun ein französisch-deutsches Konsortium zusammengestellt, um mit Einsatz moderner Einzelzell-Sequenzierungstechnologien 1) Veränderungen von Immunfunktionen und Immunzellpopulationen bei mitochondrialen Erkrankungen im Menschen zu charakterisieren und 2) funktionelle Auswirkungen der mtDNA-Heteroplasmie auf Einzelzellebene in Immunzellen zu charakterisieren. Dazu werden wir eine einzigartige klinische Kohorte von Patientinnen und Patienten mit mitochondrialen Erkrankungen am Universitätslinikum Bordeaux untersuchen und einen neuartigen Ansatz zur Kombination von mtDNA- und RNA-Sequenzierung mit Einzelzellauflösung implementieren, um heteroplasmiebedingte Transkriptomveränderungen zu analysieren und immunologische und metabolische Funktionen in Monozyten, T- und B-Lymphozyten untersuchen. Diese Studie bietet somit eine einzigartige Möglichkeit, den Einfluss von mitochondrialen Funktionen auf Immunantworten im Menschen zu untersuchen, indem die bisherigen Hürden durch Heteroplasmie umgangen werden können. Zudem streben wir an mit unseren Untersuchungen neue therapeutische Targets und diagnostische Marker für mitochondriale Erkrankungen zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Johan Garaude, Ph.D.