Das zymogene Granulamembranglykoprotein 2 (GP2) als Schalter für die Wirtsspezifität und Individualität von Darminfektionen

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Schierack
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 288074052

Das zymogene Granulamembranglykoprotein 2 (zymogen granule membrane glycoprotein 2, GP2) wird durch das follikelassoziierte Epithel des Darms exprimiert, beeinflusst über eine Bindung an das bakterielle Adhäsin FimH Darminfektionen, scheint auch bei Morbus Crohn eine große Rolle zu spielen und ist Immunmodulator sowohl der angeborenen als auch der erworbenen Immunität. In eigenen Vorarbeiten mit Enterobacteriaceae zeigten wir, dass eine Bindung an GP2 spezifisch für einzelne Bakterienspezies oder Bakterienpathotypen aber ebenso auch für die Wirtstierspezies ist. Auf Basis unserer umfangreichen Vorarbeiten möchten wir im vorliegenden Antrag weitere Mechanismen dieses Phänomens anhand folgender Hypothese aufklären: Bakterielle Darminfektionen sind häufig wirtsspezifisch und individuell. GP2 und dessen Interaktion mit Bakterien einerseits und dessen Einfluss über Darmepithelzellen auf Zellen des intestinalen Immunsystems andererseits sind Grundlagen dieser Wirtsspezifität und Individualität. In unseren bisherigen Arbeiten nutzten wir nur eine von bisher vier beschriebenen humanen Isoformen des GP2. Da das GP2 in anderen Säugetierspezies bisher unbekannt ist, möchten wir nun das GP2 in weiteren Säugetierspezies, inklusive möglicher Isoformen, definieren. Die GP2s der verschiedenen Säugetierspezies (GP2-Typen) werden miteinander verglichen, ebenso die vier bekannten humanen GP2 Isoformen bzw. Isoformen anderer GP2-Typen untereinander. Für die Identifizierung screenen wir entweder publizierte DNA-Sequenzen nach GP2 homologen Bereichen oder nutzen aus dem Gewebe von Schwein und Rind generierte cDNAs. Identifizierte GP2 Typen und Isoformen werden in geeigneten Systemen rekombinant exprimiert. Mit den Proteinen führen wir Bindungsstudien im Screeningverfahren unter Nutzung von 400 genauer typisierten Bakterienisolaten durch. Parallel dazu werden Zelllinien transduziert, um alle GP2 Isoformen im jeweiligen wirtsspezifischen Hintergrund zu exprimieren. Diese Zellen werden für Adhäsionsstudien und Invasionsstudien im Screeningverfahren eingesetzt. Zusätzlich werden Phagozytenzelllinien mit fluoreszenzmarkierten Bakterien für Phagozytoseassays inkubiert. Letztendlich werden erste in vitro Infektionsstudien durchgeführt, die zeigen sollen, dass mit rekombinant hergestelltem GP2 eine Bakterieninfektion inhibiert werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen