Die Rolle von Rho GTPasen und Zytoskelettdynamik bei der Erfassung und Phagozytose von Partikeln durch Makrophagen

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Hanley
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 236313752

Es soll untersucht werden, ob tatsächlich zwei unterschiedliche Arten der Phagozytose existieren: eine Fcgamma-Receptor (Fcgamma-R)-vermittelte Phagozytose, bei der Partikel über eine Membranausstülpung eingeschlossen und aufgenommen werden und, im Gegensatz dazu, eine Komplement-Rezeptor (CR)-vermittelte Phagozytose, bei der Partikel ohne die Bildung von Membranausstülpungen in die Zelle einsinken. Unsere Vorarbeiten in nativen Maus-Makrophagen zeigen, dass auch bei der CR-initiierten Phagozytose Membranausstülpungen gebildet werden und Partikel nicht in die Zelle einsinken. Wir spekulieren, dass ein gemeinsamer ITAM/Syk-Signalweg existiert, welcher durch beide Rezeptor-Familien aktiviert wird. Die Analyse von Phagozytose-Prozessen bzw. der durch Fcgamma-R- und CR-aktivierten Signalkaskaden soll über verschiedene knockout (KO)-Mausmodelle (ITAM KO (NOTAM), FcRgamma-chain KO, Syk cKO (conditional knockout), Cdc42 cKO, Hem1 KO , WASP KO und Myo10 KO) als auch über Inhibitoren Phagozytose-relevanter Signalwege (z.B. Rho) erfolgen. Mittels konfokaler Spinning Disc-Mikroskopie soll die Phagozytose unterschiedlich beschichteter (z.B. mit IgG ± C3b), menschlicher Erythrozyten durch native Maus-Makrophagen in Echtzeit analysiert werden. Die Experimente sollen durch ein mikroskopisches System, welches ein konfokales Laser-Scanning- mit einem Atomic Force-Modul kombiniert, erweitert werden, um die mechanischen Eigenschaften von Partikel-Makrophagen-Wechselwirkungen zu erfassen. Neben der CR-vermittelten Phagozytose soll die Rolle von Filopodien bei der Bindung und der Aufnahme von Partikeln untersucht werden. Umfangreiche Daten von Wildtyp, Lifeact-EGFP und Cdc42 cKO Makrophagen legen nahe, dass die Stimulation von Toll-Like-Rezeptoren die Bildung von Filopodien induziert und die Zelle für die Phagozytose aktiviert. Dieses Priming fördert die Erfassung zu phagozytierender Partikel durch Filopodien, welche dann über verschiedene Mechanismen (retraction, surfing, sweeping bzw. deren Kombination) somawärts transportiert werden. Parallel hierzu soll die phänotypische Analyse von Myo18a KO und Myo10 KO Mausmodellen abgeschlossen und spezifisch die Rolle des Filopodien-induzierenden Myo10 bei der Aufnahme von Partikeln untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen