Charakterisierung der humanen ILC-Differenzierung aus frühen hämatopoietischen Vorläuferzellen: Regulation durch intrinsische und extrinsische Signale

• Antragsteller: Professor Dr. Markus G. Uhrberg
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320405323

Als Innate Lymphoid Cells (ILC) werden Lymphozyten bezeichnet, die keine antigen-spezifischen Rezeptoren besitzen und über T-Helfer-ähnliche (ILC1-3) oder zytotoxische Effektorfunktionen (NK-Zellen) verfügen. Im Menschen ist über deren Progenitoren und molekularen Vorgänge, die zur Spezifikation der ILC1-, 2- und 3-Linien führen, nur wenig bekannt. Mit Ausnahme der ILC3-Vorläufer konnten Progenitoren für andere ILC-Linien nur in der Maus definiert werden. Ein Problem für die Identifizierung humaner ILC-Progenitoren ist es, geeignete in vitro Bedingungen zu finden, welche die Zellkontakt-abhängigen und -unabhängigen spezifischen Signale der entsprechenden humanen Stammzellnische liefern. Bisherige Studien der humanen ILC-Differenzierung beruhen auf Kokultursystemen mit murinen Stromazellen oder Stroma-freien Kulturen. Unter diesen Bedingungen ist nicht sicher gestellt , dass die adäquaten Spezies-spezifischen Signale der entsprechenden in vivo Stammzellnischen, wie z.B. im Knochenmarks (KM), vorhanden sind. In diesem Projekt im Rahmen des Schwerpunktprogramms Innate Lymphoid Cells wollen wir frühe humane ILC-Progenitoren in KM und Nabelschnurblut identifizieren und deren Differenzierungspotential in neuen humanen Kokultur-Modellen bestimmen. In diesem Zusammenhang haben wir kürzlich ein Protokoll zur in-vitro Differenzierung unter Verwendung humaner mesenchymaler Stammzellen (MSC) entwickelt, welches die NK-Zell-Differenzierung in einem ausschließlich humanen System unterstützt. Wir würden deshalb gerne unter Verwendung von MSC aus Knochenmark, Nabelschnurblut und Tonsillen vergleichen, wie die ILC-Entwicklung ausgehend von frühen HPC durch unterschiedliche Nischenbedingungen beeinflusst wird. Im Rahmen der Differenzierung von frühen Knochenmark-Vorläuferzellen auf tonsillären MSC sollen zur in-vivo Situation vergleichbare Bedingungen geschaffen werden, annehmend das KM-Progenitoren zu peripheren lymphoiden Organen wandern, wo sie die benötigten Signale für eine Entwicklung in Richtung ILC-Effektor-Untergruppen erhalten. Wir möchten wieterhin frühe Änderung auf Transkriptionsebene in diesen Kulturen mit RNAseq analysieren sowie regulatorische Module identifizieren, die durch Variationen in den Nischenbedingungen ausgelöst werden. Desweiteren möchten wir die Rolle der beiden Transkriptionsfaktoren E4BP4/NFIL3 und ID2, welche eine Schlüsselrolle für die Regulation der murinen ILC-Differenzierung spielen, durch die Modulation ihrer Expression in diesem System untersuchen. Neben einem besseren Verständnis der Regulation der Entwicklung humaner ILC wird diese Studie auch definierte Bedingungen für die in vitro Differenzierung und Expansion humaner ILCs aus hämatopoietischen Vorläufern ohne xenogene Feederzellen liefern. Auf diese Art und Weise wird das Projekt dabei helfen, geeignete Protokolle zur Produktion von klinisch-einsetzbaren ILC, wie z.B. aus Nabelschnurblut, für den zukünftigen Einsatz entsprechenden zellulären Therapien zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1937: Innate Lymphoid Cells