Identifikation der Mechanismen der tolerogenen Prädisposition humaner dendritischer Zellen des Thymus und von Tumoren

• Antragstellerin: Professorin Dr. Diana Dudziak
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Dermatologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420943261

Dendritische Zellen (DCs) sind wichtige Regulatoren des Immunsystems. Um die Funktion primärer humaner DCs besser zu verstehen, haben wir Transkriptom- und Oberflächenexpressionsanalysen durchgeführt. Wir konnten zeigen, dass die DC-Subpopulationen aus dem lympho-hämatopoetischen System eine enge ontogenetische Verwandtschaft haben. Darüber hinaus wiesen unsere Daten darauf hin, dass das Mikromilieu in nicht-lymphoiden Organen einen stärkeren Einfluss auf das Gesamttranskriptom der DCs hatte. Während wir uns in unseren bisherigen Untersuchungen auf Steady-State DCs fokussiert haben, fanden wir, dass die aus dem Thymus isolierten DC-Subpopulationen im Vergleich zu den Zellen aus Milz und Blut eine verminderte Chemo- und Zytokinsekretion nach einer TLR-Stimulation aufwiesen. Die erniedrigte Sekretion steht hierbei in starkem Kontrast zu Blut- und Milz-DCs, welche eine vollständige Aktivierung, einschließlich der Expression von co-stimulatorischen Molekülen als auch pro-inflammatorischer Zyto- und Chemokine, wie zum Beispiel IL-12 und RANTES, zeigten. Diese unvollständige Aktivierung der Thymus DCs spiegelte sich zudem in deren Unfähigkeit wieder, naive CD4+ T-Zellen in TH1-Zellen zu polarisieren. Zusammen mit unseren bisherigen Untersuchungen von Steady-State DCs und der verminderten Chemo-/Zytokinsekretion nach Stimulation in vitro, stellen wir die Hypothese auf, dass dieser Effekt durch tolerogenes Imprinting durch das Thymusmikromilieu hervorgerufen wird. Wir vermuten zudem, dass der tolerogene Phänotyp der Thymus-DCs dem Phänotyp von Tumor-DCs ähneln könnte und nehmen an, dass das Tumormikromilieu ähnliche epigenetische und/oder transkriptionelle Veränderungen in Tumor-infiltrierenden DCs induziert. Um unsere Hypothesen zu testen, wollen wir i) funktionale Unterschiede zwischen humanen Blut- und Thymus-DCs bestimmen, ii) Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen humanen Thymus- und Tumor-DC-Subpopulationen eruieren und iii) die Mechanismen für die tolerogene Prädisposition der DC-Subpopulationen in Thymus und Tumor mit Hilfe von experimentellen Mausmodellen untersuchen. Um Transkriptionsänderungen bei der TLR-Liganden-Stimulation von sortierten DC-Subpopulationen aus Thymus, Blut und Tumoren zu bestimmen, werden wir RNAseq-Analysen durchführen, während der epigenetische Status dieser Zellen durch ChIPseq-Analysen bestimmt wird. Darüber hinaus werden wir mögliche regulatorische Mechanismen, wie z.B. Unterschiede in den intrazellulären Signalwegen und die Aktivierung von Transkriptionsfaktoren, funktionell analysieren. Die Messung von DC- und T-Zell-Antworten umfasst Mehrfarben-Durchflusszytometrie, CBA- und PhosFlow-Assays. Wir erwarten, dass die Identifizierung der Schlüsselfaktoren, die an der tolerogenen Regulation von Thymus- und Tumor-DC-Subpopulationen beteiligt sind, die Entwicklung und Erprobung von Interventionsstrategien, insbesondere Tumortherapien, ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen