Das Potential von Zytokinen der Interleukin-2-Familie in Fischen - Eine Studie zu IL-2, IL-15, IL-15L und IL-15Ralpha bei Regenbogenforellen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Uwe Fischer
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin ; Entwicklungsbiologie ; Immunologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317850006

Interleukine (ILs) sind Zytokine, die wichtige Immunreaktionen steuern. Bei Säugern sind IL-2 und IL-15 potente Wachstumsfaktoren für zytotoxische, T-Helfer- und B-Zellen. Sie sind auch an der Bildung und Persistenz des immunologischen Gedächtnisses beteiligt. Fische besitzen wie andere Vertebraten ein solches Gedächtnis und können somit geimpft werden. Bei Säugern erfolgt die ordnungsgemäße Funktion von IL-15 in Assoziation mit der IL-15-Rezeptor (R) alpha-Kette. Die Funktion des mit IL-15 verwandten Zytokins IL-15-like (IL-15L) ist selbst bei höheren Vertebraten unklar.Das bisher von der DFG unterstütze Projekt befasste sich mit der Bedeutung von Zytokinen der IL-2-Familie bei Regenbogenforellen. Die wichtigsten Schlussfolgerungen aus diesem Projekt waren:- die Fusion von IL-15 und IL-15L mit sIL-15Ralpha (RLI) verstärkt die Zytokinsekretion;- IL-15-RLI stimuliert zytotoxische NK-Zellen und Lymphozyten der Schleimhäute;- Hauptzielzellen von IL-15L-RLI sind CD4-CD8-IgM- Zellen;- die untersuchten Zytokine stimulieren die Genese von Forellenthymozyten unterschiedlich. Die grundlegendste Entdeckung war jedoch, dass IL-15 Immunreaktionen des Typs 1 auslöst, während IL-15L eine Typ-2-Immungentranskription induziert. Die funktionelle Relevanz dieser wichtigen Beobachtungen muss nun noch in vivo gezeigt werden.Daher beantrage ich gemäß Fortsetzungsantrag den Abschluss unserer Arbeiten durch funktionelle in vivo-Experimente, die solche Typ 1- bzw. Typ 2-Reaktionen aufzeigen: zellvermittelte Zytotoxizität und Bildung von Antikörpern. Besonderes Augenmerk gilt der Fähigkeit von Zytokinen, das immunologische Gedächtnis nach der Impfung zu verbessern, um den Immunschutz aktueller Fischimpfstoffe zu verlängern. Die Studien sollen durch eine Gesamt-Transkriptom-Sequenzierung begleitet werden, um komplexe Einblicke in Signaltransduktionswege der Immunreaktion zu gewährleisten.Um diese Ziele zu erreichen, stehen 6 wesentliche Tools zur Verfügung:- klonale Forellen, eine wichtige Aquakulturspezies, als Modellorganismus;- etablierte Plattform zur Zytokinherstellung;- Forellen-Leukozyten-Marker;- funktionelle Assays;- Infektionsmodelle;- Transkriptomplattform.Mit dieser Toolbox können wir die folgenden Untersuchungsziele verfolgen:(1) in vitro-zytotoxische Aktivität von Leukozyten Zytokin-behandelter Fische, und(2) in vivo-Effekte von Zytokinen bezüglich Immunzelldynamik; Prognose viraler und bakterieller Infektionen sowie Auswirkungen auf den Langzeitschutz und das immunologische Gedächtnis.Der Fortsetzungsantrag hat eine Laufzeit von 24 Monaten. Diese wird vor allem für die Untersuchung des immunologischen Gedächtnisses benötigt, da der Immunschutz bei Fischen ca. 12 Monate nach Vakzination anhält und dann abfällt. Angesichts der benötigten Zeit zur Herstellung rekombinante Zytokine, zur Beantragung von Tierversuchen, zur Durchführung von in vivo-Studien sowie zur Datenerfassung und -analyse, erscheinen 24 Monate als gerechtfertigt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen