Funktionelle und molekularbiologische Charakterisierung der epithelialen Barriere des Follikel-assoziierten Epithels porziner Peyer-Plaques

• Antragsteller: Professor Dr. Salah Amasheh
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 325849034

Peyer-Plaques (PP) der Dünndarmmucosa übernehmen zentrale Funktionen der Überwachung immunologischer Informationen. Eine besondere Funktion kommt dabei dem die PP bedeckenden follikelassoziierten Epithel (FAE) zu, welches spezifische Barriereeigenschaften besitzt und so einen unkontrollierten Kontakt von Immunzellen und Antigenen verhindert. Diese Barrierefunktionen werden durch Tight Junction (TJ)-Proteine bestimmt, welche jedoch durch endogene und exogene Effektoren beeinflusst werden können. Während der ersten Förderungsphase konnte die epitheliale Barrierefunktion der porcinen PP charakterisiert werden, die Effekte von Tumornekrosefaktor α, Quercetin, Berberin sowie Caprat konnten untersucht werden und es wurden Zellmodelle und Protokolle zur Analyse von Effekten auf Einzelzellen sowie Signaltransduktion weiterentwickelt. Aus dem gegenwärtigen Kenntnisstand ergeben sich eine Reihe neuer Hypothesen und experimenteller Herausforderungen, welche in der zweiten Förderphase adressiert werden. Ein Hauptaspekt ist die spezifische Empfänglichkeit der PP für nahrungsbedingte und inflammatorische Effektoren im Darm des Schweins unterschiedlicher Altersgruppen sowie die Analyse in entsprechenden Zellmodellen. Demnach werden in der zweiten Förderphase die Studien ausgeweitet bezüglich (i) neuer Substanzen welche gegenwärtig im Zusammenhang mit (patho-) physiologischen Prozessen, Therapie und Prävention diskutiert werden (sekundäre Pflanzenstoffe inkl. Hydroxyzimtsäuren und Cannabinoide, Zytokine), (ii) Gewebe unterschiedlicher Altersklassen und (iii) Zellmodellen, inkl. Co-kultivierter intestinaler Zellen und dem etablierten heterologen Expressionsmodell Xenopus laevis Oozyte für detaillierte molekulare Analysen.Dieser Fokus erlaubt nun eine Weiterführung des produktiven, hypothesengetriebenen Forschungsprojekts und wird so eine Vertiefung der molekular-funktionellen TJ Forschung am PP-FAE des Schweins ermöglichen. Dementsprechend lauten die Ziele dieses Projekts (i) die Analyse der barrierestärkenden bzw. -beeinträchtigen Mechanismen im PP-FAE durch eine Reihe wahrscheinlicher Barriereeffektoren, (ii) die Untersuchung in unterschiedlichen Altersgruppen und (iii) die Anwendung von Zellmodellen für die Analyse der Signaltransduktion und TJ-Proteininteraktion, in vitro. Dieser Ansatz führt den Einsatz eines breiten Spektrums elektrophysiologischer, molekularer und immunhistochemischer Techniken zur Identifikation physiologisch und pathophysiologisch relevanter Mechanismen der TJ Proteine der porcinen PP fort und erweitert ihn. Der besondere Fokus auf Barrierefunktion und -regulation wird das neue innovative Forschungsfeld an der Schnittstelle von Immunologie und Epithelphysiologie stärken und weiterentwickeln, um so neue therapeutische und präventive Strategien zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen