Humane Antikörper: Von natürlichem und artifiziellem Engineering zur Analyse von Repertoires

• Antragstellerin: Professorin Dr. Kathrin de la Rosa
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394523286

Eine große Vielfalt von Antikörperspezifitäten wird durch somatische Rekombination und die ungenaue Fusion von variable (V), diversity (D) and joining (J) Segmenten der Antikörper kodierenden Gene erzeugt, sowie durch somatische Mutationen. Wir haben kürzlich einen neuen Mechanismus der Antikörperdiversifikation entdeckt, bei dem nicht-VDJ-Sequenzen in die Antikörper-kodierenden Gene inseriert werden und die ausschlaggebende Antigenbindungsstelle liefern. Mehr als 5% der Individuen, die in Malaria-Gebieten leben, generieren Antikörper mit einer zusätzlichen Domäne, welche vom LAIR1 Gen kodiert wird. Dies führt zur Produktion eines Hybrid-Antikörpers, der eine breite Reaktivität gegen Plasmodium falciparum infizierte Erythrozyten zeigt. Interessanterweise zeigen unsere neuen Ergebnisse, dass auch andere DNA-Sequenzen, die nicht von VDJ-Segmenten abstammen, in die Antikörper-kodierenden Gene integriert werden. Dies weist auf eine allgemeine Relevanz von DNA-Insertionen bei der Generierung von Antikörper-Diversität hin.Mein Forschungsvorhaben beabsichtigt die Etablierung eines in vitro-Systems, um den Ursprung der Insertionen zu klären und den zugrundeliegenden molekularen Mechanismus zu studieren, der zur Integration von DNA-Sequenzen in die Antikörper-kodierenden Gene führt. Neben seiner Relevanz für die Grundlagenforschung, könnte die Untersuchung dieses Mechanismus zum Engineering von primären B Zellen dienen. Daher hat dieses Projekt das zusätzliche Ziel eine in vitro Methode zu etablieren, mit dem durch das Inserieren von Pathogen-bindenden Rezeptoren spezifische Antikörper generiert werden können. Ein weiteres Ziel des Antrags ist die Analyse von Antikörper Repertoires, um weitere DNA-Sequenzen zu charakterisieren, die zur Generierung funktioneller Antikörper beitragen. Es ist zu erwarten, dass dieser neue Antikörper-Typ selten ist. Daher werden Hoch-durchsatz-Sequenzierungen mit funktionellen Antikörperscreenings verbunden, um andere immunologisch relevante Fragen zu beantworten und das B Zell Repertoire in Bezug auf seine Spezifitäten zu analysieren. Das vorgeschlagene Programm behandelt Fragen der Grundlagenforschung sowie der angewandten Wissenschaften, indem es neue Ansätze zum Engineering von B Zellen entwickelt.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen