Systemmedizinischer Ansatz zur Analyses des Immunrepertoires bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED)

• Antragsteller: Professor Dr. Andre Franke
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie ; Humangenetik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409661003

Chronisch entzündliche Darmerkrankungen (CED) sind chronische Entzündungen des Magen-Darm-Traktes. Eine Reihe von genetischen, immunologischen und Umweltfaktoren gelten als potenzielle Ursachen, die tatsächlichen Krankheitsauslöser sind aber bis heute unbekannt. Initiierung und Fortschreiten der Entzündung gelten als T-Zell-vermittelt, und somit abhängig von der Wechselwirkung zwischen dem T-Zell-Rezeptor (TCR) und dem Antigen-Humanes Leukozyten Antigen (HLA)-Komplex. Jüngste Beobachtungen, wie die Expansion von IgG+-Plasmazellen in der entzündeten Lamina propria von CED-Patienten, haben die Aufmerksamkeit auf die Rolle von B-Zellen und ihren B-Zell-Rezeptoren (BCRs) gelenkt. Die intestinale Mikrobiota gilt als wahrscheinliche Quelle des Antigens, das die abnormale Immunantwort bei CED auslöst.M.it dem vorliegenden Antrag möchten wir eine umfassende Bioprobensammlung von CED-Patienten systemmedizinisch und mit modernsten Sequenzierverfahren charakterisieren, um Einblicke in die BCR-TCR-Antigen-HLA-Interaktion bei CED zu gewinnen. Nach Kenntnis der Antragsteller wurde dieser umfassende multidimensionale Ansatz in der CED-Forschung bisher noch nicht beschrieben.In Zusammenarbeit mit der Chirurgischen Abteilung des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH) werden wir entzündetes und nicht entzündetes Darmgewebe, sowie mesenteriale Lymphknoten (MLN) und mononukleäre Zellen aus peripherem Blut (PBMCs) von CED-Patienten, die sich einer Darmresektion unterziehen, sammeln.Im Projekt möchten wir die Patienten hochaufgelöst für HLA typisieren, in diesem Zusammenhang ihr TCR- und BCR-Repertoire analysieren, sortierte Zellsubpopulationen charakterisieren - hier im speziellen antigenreaktive T-Zellen des Darms - und das Mucosa-adhärente Darm-Mikrobiom charakterisieren.Die Stärke unseres Projektes liegt im intraindividuellen Vergleich mehrerer Gewebe. Eine hohe interindividuelle Variabilität des Immunrepertoires und der HLA-Allele reduzieren die Aussagekraft von stratifizierten, interindividuellen Vergleichen. Unsere Analysen werden krankheitsrelevante Kandidaten-TCR/BCR/Mikrobiom-Spezies liefern, welche wir dann in einem nächsten Schritt auf Rekurrenz in größeren Patientensets testen werden.Insbesondere werden wir das BCR/TCR-Repertoire und die mikrobielle Zusammensetzung von entzündetem gegenüber nicht entzündetem Darmgewebe vergleichen und so krankheitsspezifische bakterielle Signaturen und B-/T-Zellklone identifizieren. Analog dazu wird auch das Immunrepertoire von MLN, dem mutmaßlichen Ort der T-Zell-Aktivierung und der somatischen Hypermutation für B-Zellen, analysiert. Schließlich wird die Immunrepertoire-Analyse von PBMCs dazu dienen, normale zirkulierende Klonotypen zu identifizieren. In Summe werden wir ein einzigartiges und umfassendes Bild des intestinalen und zirkulierenden Repertoires an adaptiven Immunzellen bei CED-Patienten in Bezug auf ihren HLA-Status und ihre mikrobielle Zusammensetzung an der Entzündungsstelle erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research
• Kooperationspartner: Ilgar Mamedov, Ph.D.