Identifizierung von krankheitsrelevanten T Zell Klonen und arthritogenen Antigenen bei ankylosierender Spondylitis

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Klaus Dornmair; Professor Dr. Denis Poddubnyy
• Fachliche Zuordnung: Rheumatologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413277889

Ankylosierende Spondylitis (AS) ist eine häufige chronisch-entzündliche Erkrankung, die sowohl das Achsenskelett als auch die periphere Gelenke betrifft. Die Pathogenese der AS ist unklar, aber es ist auffällig, daß deutlich mehr als 90 Prozent aller kaukasischen Patienten das HLA Klasse I Allel HLA-B*27:05 tragen. HLA Moleküle präsentieren antigene Peptide an T Zellen und initiieren Immunreaktionen. Der zweitstärkste genetische Marker ist "ERAP1". Dies ist ein Enzym, das antigene Peptide so trimmt, daß sie in die Peptidbindungstasche von HLA Molekülen passen. Neben anderen Hypothesen zur Pathogenese der AS wurde deshalb postuliert, daß "arthritogene Peptide" von HLA-B27 Molekülen an CD8+ T Zellen präsentiert werden, die dadurch Entzündungsreaktionen anstoßen und unterhalten könnten, allerdings wurden bisher keinen solchen Peptide identifiziert. Hier schlagen wir vor, solche arthritogenen Peptide auf einem Umweg über krankheits-relevante T Zellen zu identifizieren. Dazu wollen wir erst durch T Zell Rezeptor (TZR) Repertoire Analysen klonal expandierte T Zellen identifizieren, die vermutlich krankheitsrelevant sind. Deren TZRen wollen wir dann rekombinant exprimieren und zur Antigen-Suche benutzen. In Vorarbeiten haben wir CD45RO+ CD8+ memory T Zellen aus Synovialflüssigkeit von fünf AS Patienten mit peripherer Arthritis durch Hochdurchsatzsequenzierung der TCR alpha- und beta-Ketten charakterisiert. In allen Patienten fanden wir starke Expansionen weniger Klone, wobei die Sequenzen einiger TZR-Ketten hoch homolog waren. Wir planen nun, größere Kohorten zu untersuchen, ca. 20 TZRen rekombinant zu exprimieren und deren Antigene in vitro zu suchen. Dazu werden wir eine Technik benutzen, die wir kürzlich entwickelt haben und die auf kombinatorischen Plasmid-kodierten Peptidbibliotheken und einem extrem empfindlichen Detektionssystem beruht. Wir wollen antigene Peptide identifizieren, die von HLA-B*27 Molekülen an CD8+ T Zellen präsentiert werden, und dabei humane Peptide mit solchen aus Darm-Mikrobiota und Pathogenen vergleichen. Um die Rolle von ERAP1 zu verstehen, wollen wir die molekularen Eigenschaften der Peptide und die Prozessierung der Ausgangsproteine untersuchen. Darauf aufbauend wollen wir HLA-B*27-Peptid Tetramere herstellen, mit denen Frequenzen von Antigen-spezifischen Zelle im Blut von AS Patienten gemessen werden können. Krankheitsrelevante T Zell Klone möchten wir in Wirbelsäulen-Biopsieproben von AS Patienten durch PCR und HLA-B*27-peptide Tetramere nachweisen. Die Identifizierung arthritogener Peptide hätte voraussichtlich großen Nutzen in der Frühdiagnostik und eventuell auch bei zukünftigen Therapieansätzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen