Die Funktion von Eosinophilen im Knochenumbau

• Antragsteller: Professor Dr. Georg Schett
• Fachliche Zuordnung: Rheumatologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 396348248

Das Gleichgewicht zwischen Knochenabbau und -aufbau wird zu einem wesentlichen Anteil durch das Immunsystem reguliert. Während die Rolle von zellulären und humoralen Faktoren des adaptiven Immunsystems, wie T Zellen und Antikörper, auf den Knochen gut etabliert ist, ist deutlich weniger über die Regulation des Skelettsystems durch Zellen des angeborenen Immunsystems bekannt. In diesem Zusammenhang ist die Rolle von Eosinophilen besonders interessant. Neben ihrer bekannten Funktion in der Abwehr von Parasiten zeigen neuere Daten, dass Eosinophilen eine besondere Rolle im Erhalt der Gewebehomöostase zukommt. Eosinophile kontrollieren beispielsweise das Fettgewebs- und Temperaturgleichgewicht des Körpers, indem sie die Bildung von beigen Fettgewebe anregen. Gleichzeitig konnten wir und andere kürzlich zeigen, dass Eosinophile die Auflösung einer chronischen Entzündungsreaktion wie Arthritis koordinieren und dabei die Differenzierung anti-inflammatorischer Monozyten begünstigen. Diese Daten legen nahe, dass Eosinophile regulatorische Funktionen ausüben, die sich auf die Homöostase des Skelettsystems, insbesondere auf die Differenzierung von Osteoklasten auswirken könnten. Unsere vorläufigen Daten unterstützen dieses Konzept: Mäuse, denen Eosinophile fehlen (delta dblGATA-/-) zeigen einen verstärkten Knochenabbau und eine geringere Knochenmasse, während Mäuse mit einer hohen Anzahl an Eosinophilen (IL-5tg) eine erhöhte Knochensubstanz aufweisen. Wir vermuten, dass dieser knochen-protektive Effekt von Eosinophilen auf deren Zytokinproduktion zurückzuführen ist, wobei die Produktion von IL-4, welches die Osteoklastogenese hemmt, eine zentrale Rolle spielen dürfte. Zur Untersuchung der Rolle von Eosinophilen sind deshalb folgende Experimente geplant: (1) Detaillierte Charakterisierung des skelettalen Phänotyps und der Osteoklastendifferenzierung in Eosinophilen-defizienten und Eosinophilen-überproduzierenden Mäusen; (2) Analyse der Rolle von Eosinophilen beim pathologischen Knochenverlust infolge von Immunaktivierung, Alter und Menopause; (3) Aufklärung des molekularen Mechanismus wie Eosinophile die Osteoklastendifferenzierung beeinflussen (4) Translation zum Menschen mit Untersuchung des Effekts Eosinophiler auf die Differenzierung humaner Osteoklasten sowie der Erfassung der Osteoklastogenese und Knochenresorption bei Patienten mit Eosinophilie. Diese Untersuchungen sollen helfen, die bisher unbekannte Rolle von Eosinophilen in der Knochenhomöostase zu charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen