Einzelzell-Transkriptom Analysen von krankheitsrelevanten Lymphozyten bei Patienten mit Multipler Sklerose

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Klaus Dornmair
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433063520

Multiple Sklerose (MS) ist eine häufige neurologische Erkrankung mit nicht vorhersehbarem Verlauf. Charakteristisch sind Demyelinisierung, Lymphozyten-Infiltrate im zentralen Nervensystem und inflammatorische Läsionen. Die Gründe für das Einwandern der Lymphozyten in die Läsionen und die Zielantigene sind noch völlig unbekannt. Wir planen, das Projekt A5 des CRC128 "Synoptische Analyse von adaptiven Immunreaktionen in sehr frühen Stadien der multiplen Sklerose: Repertoires und Zielantigene von B- und T-Zellen" zu ergänzen. Dort untersuchen wir die Rolle von B- und T-Zellen aus Cerebrospinalflüssigkeit (CSF) bei sehr früher MS durch Einzelzell-Hochdurchsatzsequenzierung. Wir haben eine erste Serie von Experimenten abgeschlossen, bei der wir CSF Zellen von Patienten mit etablierter und prodromaler MS, und Kontrollen verglichen haben. Bei allen Probanden wurden die CSF Proben in einer ruhigen Phase der MS entnommen. Zudem fanden wir überraschenderweise auffällige Unterschiede zwischen Lymphozyten-Subpopulationen abhängig vom Zeitpunkt der Probenentnahme. Wurden die CSF-Proben während eines akuten Schubs entnommen, konnten bei zwei Probanden einige Subpopulationen nicht mehr nachgewiesen werden, die bei allen Probanden, bei denen CSF im symptomfreien Zeitpunkt entnommen wurde, reproduzierbar nachzuweisen waren. Da unterschiedliche Subpopulationen jeweils ein spezifisches Muster von "homing"- und Aktivierungsmarkern haben, vermuten wir, daß diese Zellen ins Gehirn gewandert sind, wo sie möglicherweise zu Entzündungsreaktionen in den Läsionen und zur Verschlimmerung der Krankheit führten. Die Weiterführung dieser Arbeiten ist dadurch limitiert, daß Gesamt-Transkriptom Analysen von Einzelzellen extrem teuer sind. Hier planen wir, eine statistisch ausreichende Kohorte zu untersuchen. Dazu beantragen wir Mittel, um jeweils 10 Patienten mit akuten Schüben und mit symptomfreier MS zu untersuchen, ebenso wie jeweils 5 Kontrollen mit progredienter MS und mit nicht-inflammatorischen neurologischen Erkrankungen. Von 10 Patienten wollen wir zusätzlich Zellen aus peripherem Blut untersuchen. Wir sind optimistisch, daß die Daten, die wir von dieser Patienten-Kohorte erhalten werden, unsere vorläufigen Ergebnisse untermauern werden. Dadurch erwarten wir wesentliche Erkenntnisgewinne über die molekularen Vorgänge, die dazu führen, daß bestimmte Zell-Populationen das CSF während eines akuten MS-Schubs verlassen, wie sie dabei die Blut-Hirn-Schranke überwinden und ins Gehirn einwandern. Dies würde nicht nur einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Pathogenese der MS liefern, sondern wäre auch klinisch äußerst wertvoll. So könnten diese Daten zu neuen Biomarkern führen, um Krankheitsverläufe zu prognostizieren und Patienten zu stratifizieren, und darüber hinaus dazu beitragen, neue, rationale Therapien zu entwickeln, um das Wanderungsverhalten von T-Zellen zu beeinflussen und damit den Angriff auf Hirngewebe zu verhindern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Eduardo Beltrán, Ph.D.; Professorin Dr. Tania Kümpfel