Aptamer-basierte Inhibition der Chemokine CCL17 und CCL22 bei allergischen und entzündlichen Reaktionen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Irmgard Förster; Professor Dr. Günter Mayer
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418270278

Die Chemokine CCL17 und CCL22 sind Liganden von CCR4 und gelten als Biomarker für atopische Erkrankungen. In Mausmodellen haben wir gemeinsam mit anderen Arbeitsgruppen eine essentielle Beteiligung von CCL17 an der Pathogenese von Kontakthypersensitivität (CHS), atopischer Dermatitis und anderen inflammatorischen Erkrankungen nachgewiesen, während CCR4-defiziente Mäuse verstärkte CHS ausbilden. Pharmakologische Ansätze zur Inhibition der CCL17/CCL22-CCR4 Interaktion richteten sich bisher hauptsächlich gegen CCR4, wobei dies offenbar zu einer Inhibition regulatorischer T-Zellen führte. Zum Beispiel entwickelten mit anti-CCR4 Antikörpern behandelte Patienten Hautausschläge (Stevens-Johnson Syndrom). Unsere Arbeitshypothese ist, dass CCL17 und CCL22 unterschiedliche Funktionen über CCR4 oder auch über andere Rezeptoren ausüben. Deshalb haben wir damit begonnen, inhibitorische Aptamere zu generieren, welche die beiden Chemokine selektiv inhibieren. Aptamere bieten gegenüber neutralisierenden Antikörpern den Vorteil, dass sie trotz hoher Affinität deutlich kleiner sind und komplett synthetisch hergestellt werden können. Bisher konnte mittels SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) erfolgreich ein für murines CCL17-spezifisches 2’desoxy-2’fluoro RNA (2‘-fRNA) Aptamer selektioniert werden, das CHS im Mausmodell effizient inhibiert. Nun sollen weitere RNA- bzw. DNA Aptamere, oder alternativ Clickmere, gegen humanes und murines CCL17 sowie gegen murines CCL22 isoliert werden. Die Selektion erfolgt für DNA-Aptamere durch manuelle SELEX und für 2‘-fRNA mit Hilfe der automatisierten Biomek NX Plattform. Die Anreicherung spezifischer Aptamere wird durch Next Generation Sequenzierung verfolgt und einzelne Sequenzen durch Affinitätsmessungen und Bindungsstudien charakterisiert. Die inhibitorische Aktivität der gegen humanes CCL17 gerichteten Aptamere wird zunächst in in vitro Migrationsassays unter Verwendung der CCR4+ Lymphomlinie Mac-1 und primären humanen T-Zellen untersucht. Parallel werden wir mit Hilfe des CHS Mausmodells die Bedingungen für die therapeutische Verwendung der Aptamere optimieren und die Möglichkeit einer epikutanen Anwendung austesten. Um die bisher noch ungeklärte Funktion von CCL22 aufzuschlüsseln, haben wir CCL22-defiziente und CCL17/CCL22-doppelt defiziente Mauslinien generiert, in denen wir die Ausbildung von CHS und die Migration von T-Zellen in die Haut im Vergleich zu CCL17- und CCR4-defizienten Mäusen untersuchen. Außerdem soll der Einfluss von CCL22 bzw. CCL17 auf die Selektion von regulatorischen T-Zellen analysiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen