Die Rolle von Proteinglykosylierungen und Kohlenhydratrezeptoren bei der Kommunikation von Makrophagen und Neutrophilen während einer Mycobacterium tuberculosis Infektion

• Antragsteller: Dr. Hannes Hinneburg
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 357156333

Mycobacterium tuberculosis (M.tb) ist der Erreger der Tuberkulose (TB), einer der tödlichsten Infektionskrankheiten weltweit, mit gegenwärtig über 2 Milliarden Infizierten und jährlich ca. 1,5 Millionen Todesopfern. Der Krankheitserreger hat sich über Jahrtausende nahezu perfekt an den menschlichen Organismus angepasst und ist in der Lage gezielt Komponenten des angeborenen und erworbenen Immunsystems zu beeinflussen, um so sein Eindringen in den Körper sowie anschließend sein Überleben dort zu sichern. Anfänglich befällt das Bakterium gezielt Makrophagen der Luftwege. Diese Immunzellen sorgen normalerweise, zusammen mit Neutrophilen, beide zur Gruppe der weißen Blutkörperchen gehörend, für eine schnelle Eliminierung von eindringenden Krankheitserregern. M.tb umgeht die schnellen Erkennungs- und Vernichtungsmechanismen und kann sich sogar durch das Aushebeln der sonst wirksamen Verteidigungsmechanismen von Makrophagen innerhalb dieser Zellen reproduzieren. Im weiteren Verlauf der Infektion verursacht der Erreger eine chronische Entzündung der Lunge unter Beteiligung unzähliger Immunzellen, welche jedoch eher der dauerhaften Etablierung des Keimes dient und sein Überleben sowie seine Übertragung auf andere Menschen, auch nach Jahrzehnten ohne erkennbare Symptome (latente Infektion), ermöglicht.Bemerkenswert ist, dass nicht alle infizierten Individuen auch tatsächlich an der aktiven Form der TB erkranken. Es mehren sich Hinweise darauf, dass die frühen Infektionsvorgänge in Makrophagen und Neutrophilen eine zentrale Rolle für den späteren Krankheitsverlauf spielen. Während der frühen Infektionsphase spielen sogenannte Glykokonjugate, Moleküle mit einer Kohlenhydratmodifikation, eine wichtige Rolle bei der Infektion durch M.tb. Diese Art der Modifikation findet sich häufig auf Proteinen (Glykoproteine) oder Lipiden (Glykolipide) von Zelloberflächen. Zellen sind buchstäblich von einer Zuckerschicht umgeben. Es ist bekannt, dass diese Kohlenhydratmotive für die Kommunikation zwischen Zellen genutzt werden und im Falle von M.tb benutzt der Erreger die Glykoproteine um in die Wirtszellen einzudringen. Das Bakterium ist zudem in der Lage Glykosylierungsmuster von Wirtszellen zu verändern um so die Immunantwort gezielt zu beeinflussen. Die Kommunikation zwischen Immunzellen, welche durch die Interaktion von an Träger (z.B. Proteine) gebundene Kohlenhydrate (Glykane) mit ihren entsprechenden Rezeptoren auf Zelloberflächen oder speziell abgesonderten Vesikeln (Mikropartikel) vereinfacht wird, kann ebenfalls von M.tb gezielt manipuliert werden.Das Forschungsprojekt trägt dazu bei, die Rolle der Proteinglykosylierung und damit interagierender Kohlenhydratrezeptoren von Makrophagen und Neutrophilen während einer M.tb Infektion zu beleuchten (u.a. Massenspektrometrie, molekularbiologische Methoden), um so ein besseres Verständnis über die Auswirkungen der veränderten Glykobiologie der Immunzellen auf deren Kommunikation zu erlangen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Australien
• Gastgeberinnen / Gastgeber: Professorin Dr. Nicolle Packer; Dr. Morten Thaysen-Andersen