Divergente E1 und E2 Epithelzelldifferenzierung und damit assoziierte regulatorische Mechanismen der IL-20 Superfamilie

• Antragsteller: Professor Dr. Carsten B. Schmidt-Weber, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Klinische Immunologie und Allergologie ; Pneumologie,Thoraxchirurgie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398577603

Von Allergien sind etwa 20% der Bevölkerung betroffen und die Tendenz ist weiter steigend. Die Ursache und die Mechanismen sind nicht im Detail bekannt, insbesondere der auslösende Mechanismus der Sensibilisierung. Dabei spielen Epithelzellen eine wichtige Rolle, die nicht nur eine Barriere zur Umwelt darstellen, sondern auch eine erste Bewertung eindringender Umweltkomponenten wahrnehmen. Bisher unbekannt ist, dass die Atemwegsepithelzellen eine Prägung unterlaufen, die die Zellen entweder für allergische Antworten prädisponiert (E2 Typ) oder für Infektionsantworten vorbereitet (E1 Typ). Eine solche Prägung wurde bereits früher für weisse Blutkörper (Lymphozyten) und Fresszellen beschrieben. Mit dieser Prädisposition scheinen sich auch die Mechanismen der Immunregulation zu ändern, insbesondere auch solcher, die mit der IL-20 Genfamilie zusammenhängen. Diese Genfamilie steht im Verdacht anti-entzündliche Effekte zu haben und könnte daher für den Rückgang (Rekonvaleszenz) einer Entzündung von Bedeutung sein. Ziel des Forschungsprojektes ist es daher den Mechanismus der Differenzierung aufzudecken und zu ermitteln in wie weit bereits epitheliale Stammzellen von dieser Differenzierung betroffen sind, da diese für die permanente Erneuerung der Atemwegsoberfläche verantwortlich sind. Erste Daten deuten tatsächlich daraufhin, das dieser Mechanismus tatsächlich in basalen Vorläuferzellen des Epithels stattfinden und in basalen Zellen der Trachea einer Hausstaubmilben sensibilisierten Maus dramatisch erhöht ist. Ein Effekt auf dieser Ebene könnte nachhaltige Effekte für den Patienten bedeuten. Ausserdem ist es Ziel der Forschungsarbeiten die Antwort der divergent geprägten Epithelzellen auf bakterielle Stimulierung zu untersuchen, wie sie bei Exazerbationen von Atemwegserkrankungen wie Asthma auftreten. Die Regulierung durch die IL-20 Familie ist ein ein besonderes Augenmerk in den Analysen der geplanten Forschungsarbeiten, um auch die Mechanismen der epithelialen Rekonvaleszenz zu verstehen. Da das Atemwegsepithel durch neue inhalative Therapeutika gut zugänglich ist, könnte diese Forschungsarbeit neue therapeutische Optionen für allergische Atemwegserkrankungen eröffnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen