Einfluss von Interleukin-6 auf die IgG Antikörper Glykosylierung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Blockierung des Interleukin-6 Rezeptors (IL-6R) mit dem monoklonalen Antikörper Tocilizumab ist eine erfolgreiche Therapie zur Behandlung der IgG Autoantikörper-vermittelten rheumatoiden Arthritis (RA). Allerdings ist die Rolle von IL-6 für die Entstehung von pathogenen T Zellabhängigen IgG Autoantikörpern unklar. Neben der IgG Subklasse reguliert die Art der IgG Fc N- Glykosylierung das pathogene Potential von IgG Antikörpern. Nicht-(a)galaktosylierte IgG Autoantikörper sind assoziiert mit dem Schweregrad der RA, wohingegen galaktosylierte und sialylierte IgG Antikörper mit weniger inflammatorischen Konditionen assoziiert sind. Wir konnten mit Hilfe von Immunisierungs-Versuchen mit verschiedenen Adjuvantien zeigen, dass das Level der IgG Fc Galaktosylierung und Sialylierung vom Adjuvanz abhängt und im Keimzentrum determiniert wird. Mehr inflammatorische Adjuvantien induzierten einen niedrigeren IgG Fc Galaktosylierungs- und Sialylierungslevel. In diesem Projekt sollte die Rolle von IL-6 auf die Determinierung einer niedrigen IgG Fc Sialylierung in Keimzentrums B Zellen nach Immunisierung mit dem Modell-Protein-Antigen Ovalbumin (Ova) und dem Complete Freund`sch Adjuvans (weiter angereichert mit toten Mykobakterien; Ovaenriched (e)CFA) untersucht werden. Dabei sollte auch unter Verwendung verschiedenster konditioneller Zell-spezifischer knock-out Mäuse untersucht werden, welche der 3 bekannten Signal-Routen des Il-6 für eine niedrige anti-Ova IgG Sialylierung verantwortlich wäre. 1) bei dem klassischen cis-signaling bindet IL-6 erst an den membranständigen IL-6R, um dann mit diesem die membranständige Signaluntereinheit gp130 zu aktivieren. 2) bei dem trans-signaling bindet IL-6 an eine lösliche Form des IL-6R, um dann Zellen zu aktivieren, die nur gp130 exprimieren. 3) beim kürzlich beschriebenen trans-presentation / cluster signaling bindet das von Zellen exprimierte IL- 6 an einen membranständigen IL-6R der gleichen Zelle, um dann so eine andere gp130+ Zelle zu aktivieren. Weiterhin sollte die Wirkung von blockierenden monoklonalen Antikörpern gegen den IL-6R auf die IgG Fc Sialylierung untersucht werden. Die Arbeiten mit IL-6-defizienten Mäusen haben gezeigt, dass IL-6 ein entscheidender Faktor für die Determinierung einer niedrigen anti-Ova IgG Fc Sialylierung während der Keimzentrumsreaktion ist; egal welches Adjuvans verwendet wurde. Die Arbeiten haben weiterhin einen intermediären Einfluss des IL-6 von CD11c+ Dendritischen Zellen und einen sehr starken Einfluss des IL-6Rs auf B Zellen auf die Determinierung einer niedrigen anti- Ova IgG Fc Sialylierung gezeigt. Ob beide Signalwege gekoppelt oder unabhängig voneinander ablaufen ist noch unklar. Ein trans-signaling über den löslichen IL-6R konnte ausgeschlossen werden. Momentan wird mit eigenen internen Geldern der Universität zu Lübeck insbesondere weiter die Rolle des IL-6Rs auf Keimzentrums B Zellen für die Determinierung der IgG Fc Sialylierung untersucht. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass ein blockierender anti-IL-6R Antikörper vergleichbare Ergebnisse zu IL-6 KO Tieren zeigte. Abschließend muss noch erwähnt werden, dass die SARS-CoV-2 Pandemie den Ablauf der Experimente verzögert hat, so dass wir die meisten, aber noch nicht alle geplanten Experimente durchführen konnten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- IgG Fc sialylation is regulated during the germinal center reaction upon immunization with different adjuvants. J Allergy Clin Immunol 2020; 146(3):652-666
Bartsch YC, Eschweiler S, Leliavski A, Lunding H, Wagt S, Petry J, Lilienthal G-M, Rahmöller J, de Haan N, Hölscher A, Erapaneedi R, Giannou AD, Aly L, Sato R, de Neef LA, Winkler A, Braumann D, Hobusch J, Kuhnigk K, Krémer V, Steinhaus M, Blanchard V, Gemoll T, Habermann J, Collin M, Salinas-Riesters G, Manz R, Korn T, Fukuyama H, Waisman A, Yogev N, Huber S, Rabe B, Rose-John S, Busch H, Berberich-Siebelt F, Hölscher C, Wuhrer M, anfd Ehlers M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.jaci.2020.04.059)
