B-Zell-Differenzierung in der Keimzentrumsreaktion und das daraus resultierende Gedächtnis-B-Zell-Kompartiment im Menschen

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel Hoffmann, Ph.D.; Professor Dr. Ralf Küppers
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418103381

Die Keimzentrumsreaktion ist der zentrale Prozess T-Zell-abhängiger humoraler Immunantworten und entscheidend für die Affinitätsreifung der Antikörper und die Bildung von langlebigen Gedächtnis-B-Zellen und Plasmazellen. In dieser Reaktion durchlaufen Antigen-aktivierte B-Zellen reiterative Phasen starker Proliferation und Selektion gekoppelt mit somatischer Hypermutation und dem Klassenwechsel der Immunglobulingene. Es finden sehr dynamische Differenzierungsprozesse statt, in denen entschieden wird, ob eine B-Zelle Apoptose ausführt, erneut eine Proliferationsphase durchläuft, oder zu einer Gedächtnis-B-Zelle oder Plasmazelle differenziert und das Keimzentrum verlässt. Wir haben erste Einblicke in diese Prozesse, aber ein umfassendes Verständnis der Heterogenität der Keimzentrums-B-Zellen und von distinkten Differenzierungsschritten im Keimzentrum fehlt. Wir haben kürzlich CD30+ Keimzentrums-B-Zellen als die B-Zell-Subpopulation identifiziert, die nach Selektion in den proliferativen Zustand zurückkehrt. Unser erstes Ziel ist, durch eine umfassende Einzelzell-RNA-Sequenzierung humaner Keimzentrums-B-Zellen kombiniert mit IGV-Gensequenzierung der Zellen die Heterogenität dieser Zellen zu charakterisieren und die Dynamik ihrer Differenzierungsprozesse aufzudecken. Spezifische Hypothesen sollen dabei überprüft werden. Unklarheiten gibt es auch zu zentralen Fragen der Bildung und Komplexität des Gedächtnis-B-Zell-Kompartimentes, das aus positiv selektionierten Keimzentrums-B-Zellen gebildet wird. Kürzlich konnten wir durch eine erste Tiefensequenzierung der Immunoglobulin-V (IGV)-Gene zeigen, dass IgM- und IgG-Gedächtnis-B-Zellen aus gemeinsamen Keimzentrums-B-Zell-Klonen abstammen können. Da dieser erste Ansatz nur eine geringe Zellzahl und nicht alle Gedächtnis-B-Zell-Typen umfasste, ist das zweite Hauptziel des Vorhabens, eine weitgehend vollständige Analyse der Komplexität des Gedächtnis-B-Zellkompartimentes durch eine Tiefensequenzierung der IGV-Gene von sieben Gedächtnis-B-Zell-Subpopulationen durchzuführen. Durch Analyse von B-Zellen aus Leukapheresen kann eine bisher nicht erreichte Tiefe und Qualität der Charakterisierung in punkto Größe und Heterogenität von Gedächtnis-B-Zellklonen erzielt werden. Durch wiederholte Analyse der Donoren nach zwei Jahren soll zudem die Stabilität und zeitliche Dynamik des Gedächtnis-B-Zell-Kompartimentes bestimmt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr. Anja Lange; Privatdozent Dr. Marc Seifert; Dr. Marc Weniger