SFB Transregio 221|Standortübergreifende Projektübersicht

Calcineurin-Inhibitoren blockieren eine NFAT-Aktivierung und schützen Patienten nach allogener HSZT vor der Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion. Andererseits verursachen sie schwere Nebenwirkungen und beeinträchtigen den wertvollen Transplantat-gegen-Leukämie-Effekt. Dagegen ist bei NFAT-Defizienz im Mausmodell der Transplantat-gegen-Leukämie-Effekt erhalten obwohl Mäuse weiterhin vor der Transplantat-gegen-Wirt-Reaktion geschützt sind. Deshalb wollen wir neue NFAT-Inhibitoren in vitro sowie auf künstlicher humaner Haut und in Mausmodellen evaluieren und NFAT-Familienmitglieder über CRISPR/Cas9 vor einem Zelltransfer deletieren.

In Vorarbeiten zeigten wir, dass sowohl die Aktivierung des TNFR2 als auch die Blockade des Fn14-Moleküls durch unterschiedliche Wirkmechanismen die GvHD inhibiert ohne den GvL-Effekt zu beeinträchtigen. Nun soll geklärt werden, ob eine gleichzeitige Adressierung der beiden Rezeptoren einen additiven oder synergistischen therapeutischen Effekt hat. Um den TNFR2 auf Tregs zu adressieren, werden anti-human TNFR2 Antikörper mit Fcγ-Rezeptor unabhängiger agonistischer Aktivität sowie verschiedene IL-2R bindende TNFR2-Agonisten entwickelt. Diese neuen Reagenzien werden dann in vitro und in humanen TNFR2 knockin Mäusen in vivo evaluiert.

CSF2+ T-Zellen wurden kürzlich als wichtige Vermittler der Gewebeentzündung bei Autoimmunprozessen beschrieben. Die Rolle innerhalb der GvHD Pathogenese wurde bisher noch nicht untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass CSF2+ Spender-T-Zellen zur Manifestation einer Darm-GvHD sehr wesentlich beitragen. Im Zentrum des Forschungsvorhabens stehen daher molekulare und funktionelle Analysen der die Entwicklung CSF2+ Spender-T-Zellen regulierenden, T-Zell-extrinsischen und -intrinsischen Signale. Zudem werden die Eigenschaften und Effektormechanismen von CSF2+ Spender-T-Zellen in der Immunpathogenese der GvHD identifiziert.

Metabolische Veränderungen spielen eine zentrale Rolle in der Pathogenese entzündlicher und fibrotischer Erkrankungen.Wir konnten in unseren Vorarbeiten zeigen, dass die Expression von ALDH3A2 in der Haut von cGvHD Patienten TGFß-abhängig dereguliert ist. Der Knockdown von ALDH3A2 in Fibroblasten hemmt die Fibroblastenaktivierung und die Kollegensynthese, während eine Überexpressiongegenteilige Effekte induziert. Im Mausmodell der cGvHD hemmt der Knockdown von ALDH3A2 die Leukozyteninfiltration und den fibrotischen Umbau der Haut. Wir planen eine weiterführende Analyse der Effekte von ALDH3A2 auf die Leukozyten- und Fibroblastenaktivierunginkl. Analyse der durch ALDH3A2 regulierten Botenstoffe und intrazellulären Signalkaskaden.

In früheren Arbeiten konnten wir nachweisen, dass der adoptive Transfer von CD4+CD25+Foxp3+ regulatorischen Spender-T-Zellen (Treg) im Mausmodell vor der letalen GvHD schützt. Kürzlich konnten wir zeigen, dass Spender-Treg bei akuter GvHD auch therapeutisch wirksam sind. Ziel dieses Projektes ist es, die Bedingungen für die therapeutische Wirksamkeit von Treg zu klären, wofür ihr Migrationsverhalten untersucht wird, ihr T-Zell-Rezeptorrepertoire in GvHD-Zielorganen sowie ihr funktioneller Status. Schließlich soll geprüft werden, ob die Wirksamkeit der Zellen durch Überexpression von alloreaktiven T-Zell-Rezeptoren oder Migrationsfaktoren gesteigert werden kann.

Regulatorische T-Zellen (Treg) können zwei unterschiedliche Funktionen ausüben: Sie sind wichtig für die Aufrechterhaltung von Immuntoleranz und unterstützen Gewebehomöostase durch die Differenzierung in gewebeständige Treg-Zellen. Wir möchten die Gewebereparaturfunktion von gewebeständigen Treg-Zellen nutzen, um die Graft-versus-Host-Erkrankung nach allogener Stammtransplantation zu verhindern oder zu behandeln. In diesem Zusammenhang untersuchen wir im Tiermodel TH2-polarisierte gewebeständige Treg-Zellen, die in vielen Organen vorkommen. Darüber hinaus analysieren wir, ob die Erkenntnisse auf den Menschen übertragbar sind.

Basierend auf unseren jüngsten Erkenntnissen über den räumlichen und zeitlichen Verlauf der Graft-versus-Host-Erkrankung konnten wir eine myeloide Zellpopulation identifizieren, welche alloreaktive T-Zellen im Intestinaltrakt reguliert. Mithilfe präklinischer Mausmodelle soll diese Zellpopulation genauer charakterisiert, ihre immunregulatorischen Wirkmechanismen analysiert und ihr therapeutisches Potenzial in der allogenen Stammzelltransplantation untersucht werden.

Obwohl die Rolle einer Antikörper-vermittelten Schädigung bei der experimentellen chronischen GvHD wiederholt belegt wurde, bleibt die klinische Bedeutung unklar. Innerhalb des Forschungsvorhabens sollen deshalb bei Patienten mit chronischer GvHD beteiligte klonale B-Zell-Subpopulationen und follikuläre T-Helfer-Zellen charakterisiert werden, wofür die Glykosylierung Empfänger-spezifischer Antikörper untersucht wird, die Klonalität infiltrierender B-Zellen sowie das Target und der Mechanismus der Antikörper-vermittelten Schädigung in Zielorganen.

Patienten nach allogener HSZT haben ein erhöhtes kardiovaskuläres Risiko. Die wechselseitige Beeinflussung der GvHD und Atherosklerose werden wir in einem GvHD-Atherosklerose Mausmodell untersuchen, in dem wir die GvHD Aktivität, Plaqueentwicklung und die lokale und systemische Immunantwort analysieren können. In diesem Modell werden wird uns funktionell auf die Rolle von Monozyten/Makrophagen und CD8+ T-Zellen fokussieren. Weiter werden wir den Einfluss immunsuppressiver Medikamente auf die GvHD-vermittelte Atherosklerose untersuchen. Damit wollen wir neue Ansätze identifizieren, die das kardiovaskuläre Risiko nach HSZT reduzieren.

In diesem Projekt sollen Mechanismen analysiert werden, die erklären warum hohe Vitamin D3-Spiegel bei allogenen HSZT-Patienten mit einem besseren Überleben korrelieren. Hierzu werden zunächst Effekte von Vitamin D3 auf das Mikrobiom, die Epithel-Funktion und Immunzellen in Zielorganen der GvHD im Mausmodell untersucht. In vitro Analysen sollen direkte Effekte von Vitamin D3 auf Immunzellen nachweisen und werden in Mausmodellen nach Deletion des Vitamin D-Rezeptors bestätigt. Diese Ergebnisse werden anhand von  Patientenproben verifiziert und sollen als Basis für eine prospektive Studie zur Vitamin D-Supplementierung von HSZT-Patienten dienen. 

Untersuchungen zeigten eine hohe Abundanz von Enterokokken bei klinischer Darm-GvHD. Der kau-sale Zusammenhang zwischen Enterokokken und GvHD ist jedoch unklar. Wir werden deshalb Enterokokkenstämme aus Patienten zunächst in epithelialen Kulturen auf ihre Zytotoxizität analy-sieren und dann sowohl apathogene als auch die am stärksten pathogenen Stämme in Maus-modellen der Colitis und GvHD untersuchen. GvHD wird dazu in keimfreien Mäusen oder Antibiotika behandelten Mäusen induziert, die mit diesen Enterokokken rekolonisiert wurden. Langfristig werden die Pathogenitätsfaktoren dieser Stämme durch Sequenzierung und gezielte Mutagenese identifiziert.