TRPA1 als Regulator der Fibroblastenaktivierung bei rheumatoider Arthritis

• Antragsteller: Dr. Torsten Lowin
• Fachliche Zuordnung: Rheumatologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548054407

Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine entzündliche Gelenkerkrankung, die etwa 1 % der erwachsenen Bevölkerung betrifft. Neben Zytokinen tragen reaktive Sauerstoffspezies u.a. durch Induktion von Stress im endoplasmatischen Retikulum zur RA bei. TNF ist ein wichtiger Mediator der RA-Gelenkpathologie und reguliert TRPA1, einen kalziumempfindlichen Ionenkanal, der die Schmerzwahrnehmung und die Wahrnehmung von Umweltreizungen vermittelt. TRPA1 aktiviert kalziumabhängige Signalwege, einschließlich Autophagie und Apoptose. TRPA1 wird von Nrf2 reguliert, dass die entzündungsfördernden Wirkungen von TNF begrenzt. Die TRPA1-Expression ist bei TNF-stimuliertem FLS erhöht und die Aktivierung von TRPA1 durch Cannabinoide wie Tetrahydrocannabinol oder Cannabigerol induziert Zelltod, was darauf hindeutet, dass TRPA1 ein potenzielles Ziel für die Behandlung einer RA ist. Wir haben fünf Ziele identifiziert, um die Rolle von TRPA1 bei RA genau zu bestimmen. Das erste Ziel besteht darin, die Lokalisation von TRPA1 in FLS zu identifizieren und welche Immunzellpopulationen und FLS-Subpopulationen dieses Protein in Synovialgewebe exprimieren. Im Rahmen des zweiten Ziels werden wir untersuchen, wie Nrf2 TRPA1 und seine Signalwege in FLS reguliert. Das dritte Ziel ist es, die nachgelagerten Effekte zu untersuchen, die nach der TRPA1-Aktivierung auftreten, und festzustellen, welche intrazellulären Mediatoren beteiligt sind. Das vierte Ziel ist die Bestimmung der Auswirkungen der TRPA1-Ligation in vivo unter Verwendung von zwei verschiedenen Mausmodellen für experimentelle Arthritis. Das Endziel ist die Validierung der funktionellen Erkenntnisse aus dem zweiten, dritten und vierten Ziel in einer ex-vivo-Studie mit präzisionsgeschnittenen Gewebesektionen (PCTS) aus menschlichem Synovialgewebe. Um diese Forschungsfragen angemessen anzugehen, werden wir modernste Techniken wie bildgebende Massenzytometrie (IMC), RNA-Sequenzierung, PCTS, Organoidkulturen, CRISPR-generierte Knockouts, Immunfluoreszenz, Durchflusszytometrie und siRNA-Knockdown verwenden. Darüber hinaus werden das hTNFtg- und das Kollagen-induzierte Arthritis-Mausmodell eingesetzt. Die Experimente zielen darauf ab, die zelluläre Lokalisierung des TRPA1-Proteins in RA-FLS und Immunzellen in Synovialgewebe zu bestimmen und nachgeschaltete Signalwege und Expressionsmuster des TRPA1-Proteins in verschiedenen Zelltypen zu identifizieren. Die Beteiligung von Nrf2 an der Regulation von TRPA1 und assoziierten Signalwegen wird ebenso untersucht, wie die Fähigkeit von TRPA1 die Bildung einer Deckzelllschicht aus FLS zu modulieren. TRPA1-regulierte Signalwege und Kinasen werden identifiziert, um potenzielle therapeutische Ziele aufzuzeigen. Die In-vivo-Effekte von TRPA1-Liganden werden in Maus-Arthritismodellen untersucht, und die Ergebnisse werden in PCTS und FLS-Organoiden verifiziert. Schließlich wird der Einfluss von TRPA1 auf den Zelltod und die Kalziummobilisierung unter ex-vivo-Bedingungen bestätigt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Jörg Hans Wilhelm Distler