Die Bedeutung der invarianten Kette/CD74 und ihrer proteolytischen Degradierung für die Funktion von dendritischen Zellen und die immunologische Erkennung von Mykobakterien

• Antragsteller: Professor Dr. Bernd Schröder
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251390220

Die invariante Kette (CD74) spielt eine zentrale Rolle bei der Assemblierung und Zielsteuerung von MHC Klasse II (MHCII) Komplexen. In Endosomen wird die luminale Domäne von CD74 schrittweise degradiert und dabei MHCII freigesetzt. Das finale membran-gebundene N-terminale Fragment (NTF) von CD74 wird durch die Intramembranprotease Signal Peptid Peptidase-like 2a (SPPL2a) weiter prozessiert. SPPL2a-/- Mäuse weisen eine Störung der B-Zell Reifung in der Milz sowie einen Verlust dendritischer Zellen (DC) auf. Kürzlich wurden drei SPPL2a-defiziente Patienten mit einer Mendelian Susceptibility to Mycobacterial Disease (MSMD) identifiziert, die auf dem Verlust bestimmter DC Populationen beruht. In beiden Fällen, werden die beschriebenen Phänotypen durch das akkumulierende CD74 NTF induziert, wobei der zugrundeliegende Mechanismus bislang unvollständig verstanden ist. In murinen SPPL2a-defizienten B-Zellen konnten wir zeigen, dass durch dieses Fragment für das Überleben der Zellen wichtige Signalwege, wie der des B-Zell Rezeptors, beeinträchtigt sind. Unsere Befunde legen nahe, dass eine durch das CD74 NTF-induzierte intrazelluläre Fehlsteuerung der jeweiligen Rezeptoren einen zentralen Mechanismus darstellt. In dem geplanten Projekt wollen wir die Auswirkungen einer SPPL2a-Defizienz auf die Funktion von DCs näher charakterisieren. Vorläufige Ergebnisse weisen auf spezifisch veränderte Zytokinantworten von SPPL2a-/- DCs hin, insbesondere bei der Erkennung von Mykobakterien. Eine zentrale Frage ist, inwieweit ein mögliches funktionelles Defizit dieser Zellen zu dem MSMD Phänotyp von SPPL2a-defizienten Patienten und Mäuse jenseits der genannten Reduktion von DCs beiträgt. In Analogie zu den Befunden in B-Zellen ist die zelluläre Verteilung bestimmter Plasmamembranproteine, z.B. des C-Typ Lektin Rezeptors Dectin-1, in SPPL2a-/- DCs verändert, so dass die Spiegel an der Zelloberfläche reduziert sind. Wir postulieren, dass weitere an der Pathogenerkennung oder DC Differenzierung beteiligte Rezeptoren einer ähnlichen Fehlsteuerung unterliegen. Wir planen, dies systematisch zu untersuchen sowie zu bestimmen in welchem Maße dies zu den Defekten von SPPL2a-/- DCs beiträgt. Mit Dectin-1 als Modellrezeptor wollen wir analysieren, welche intrazellulären Transportwege primär durch das CD74 NTF verändert werden. Um dessen Effekte auf molekularer Ebene zu verstehen, haben wir einen IP-MS Screen durchgeführt und mehrere potentielle Interaktionspartner des NTF mit einer beschriebenen Rolle im vesikulären Transport identifiziert. Mit Hilfe einer mehrstufigen Strategie wollen wir diese Interaktionen sowie ihre funktionelle Relevanz für die zellulären Phänotypen von SPPL2a-/- DCs validieren. Da SPPL2a ein vielversprechendes pharmakologisches Target für die Depletierung von B-Zellen und/oder DCs bei Autoimmunität darstellt, ist ein tiefergehendes Verständnis der molekularen Mechanismen, wie sie hier untersucht werden, auch unter einem translationalen Gesichtspunkt relevant.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen