Lysosomen-verwandte intra- und extrazelluläre Effektor-Vesikel aus humanen T- und NK-Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Ottmar Janßen
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271889415

Zytotoxische T- und NK-Zellen beseitigen virusinfizierte oder transformierte Zellen durch lokale Exposition und Freisetzung von zytotoxischen Effektorproteinen. Das initiale Konzept, dass „sekretorische Lyosomen“ Granzyme und Perforin speichern und in die immunologische Synapse (IS) freisetzen und gleichzeitig den membran-assoziierten FasLiganden zur Zelloberfläche transportieren, ist mit verschiedenen aktuellen Befunden nicht mehr vereinbar. Wir haben zwei verschiedene Formen von Lysosomen-verwandten Effektorvesikeln (LREV) beschrieben, die in verschiedenen gesunden und leukämischen T-Zell-Subpopulationen und NK-Zellen einen sehr stabilen und homogenen Proteinbesatz aufweisen, aber entweder PKC-abhängig (nicht-klassische Degranulation) oder Kalzium-abhängig (klassische Degranulation) mobilisiert werden. Im Rahmen der ersten Förderperiode konnten wir diese Befunde anhand verschiedener Markerproteine (z.B. FasL, LAMP-1, CD63, Granzyme, Granulysine) verifizieren und mechanistisch näher charakterisieren. Es war bisher nicht bekannt, dass die Exopeptidase CD26/DPP4 ebenfalls in LREV von zytotoxischen Lymphozyten gespeichert wird. Wir konnten zeigen, dass CD26/DPP4 mit Markern für dichte Granula ko-lokalisiert und nach TZR-Stimulation oder Zielzellkontakt ebenfalls Kalzium-abhängig freigesetzt wird. Das bedeutet, dass sowohl zytotoxische Effektoren wie auch immunregulatorische oder Stoffwechsel-relevante Proteine auf ähnlichen Wegen mobilisiert werden. Im Rahmen des geplanten Vorhabens wollen wir anhand der inzwischen bekannten Markerproteine die Mobilisierung von LREV unter physiologischen Bedingungen wie auch im Kontext der Zielzell-Lyse weiter untersuchen. Translational, wollen wir die Besonderheiten von Vesikeln identifizieren, die z.B. bei Patienten mit LGL-Leukämien für die assoziierten Autoimmunphänomene verantwortlich sein könnten und wir werden in einem innovativen Ansatz die zellbiologische/immunologischen Auswirkungen der Gendefekte zu untersuchen, die für lysosomale Speichererkrankungen verantwortlich gemacht werden. Im Kontext von intrazellulären Vesikeln ist zudem zu beachten, dass T- und NK-Zellen nicht nur Effektormoleküle lokal exprimieren oder in die IS sezernieren, sondern konstitutiv und vermehrt nach Aktivierung verschiedene extrazelluläre Vesikel freisetzen. Exosomen oder Mikrovesikel dienen entsprechend der intrazellulären Kommunikation/Effektorfunktion möglicherweise auch über weitere Distanzen. Wir konnten bereits zeigen, dass intrazelluläre LREV und Exosomen/Mikrovesikel einen sehr ähnlichen Proteinbesatz aufweisen. Ziel der weiteren Untersuchungen ist es, die spontan und induzierbar freigesetzten Vesikel hinsichtlich ihrer Proteinbeladung oder des Oberflächenbesatzes genauer zu charakterisieren und über den Vergleich zu intrazellulären LREV den subzellulären Ursprung und die Induzierbarkeit der extrazellulären Vesikel zu klären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen