Die Rolle von Perizyten in der Immunpathogenese der Pneumokokken-Meningitis

• Antragsteller: Professor Dr. Uwe Ködel; Professor Dr. Hans-Walter Pfister
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419675111

Die Pneumokokken-Meningitis (PM) ist eine der gefährlichsten Infektionserkrankungen des Zentralnervensystems. Hauptverantwortlich dafür ist die durch die Pneumokokken-Infektion ausgelöste massive Entzündungsreaktion, die zu zerebralen Gewebeuntergängen führt.Als Haupteintrittspforte für Streptococcus (S.) pneumoniae in den Subarachnoidalraum gelten postkapilläre Venolen. Postkapilläre Venolen bestehen aus einer Endothelzellschicht, einer Basalmembran und Perizyten, die von einem mit Flüssigkeit gefüllten Raum umgeben sind, in dem Immunzellen wie Makrophagen und Mastzellen angesiedelt sind. Frühere Untersuchungen zeigten keine oder nur begrenzte Effekte einer Mastzelldefizienz oder Makrophagendepletion in Tiermodellen der PM. Diese Beobachtungen deuten auf die Beteiligung zusätzlicher Zellpopulationen in der Immunregulation bei der PM hin. In Pilotuntersuchungen beobachteten wir, dass [i] eine Exposition zerebraler Perizyten mit S. pneumoniae eine veränderte zelluläre Zyokinexpression bedingt, und [ii] für die Interaktion mit S. pneumoniae zelluläre Toll-like Rezeptoren (TLR) entscheidend sind. Ferner wiesen immunhistochemische Untersuchungen an murinen Hirnschnitten daraufhin, dass es im Krankheitsverlauf einer PM zu substantiellen Änderungen in der Expression typischer Perizytenmarkerproteine kommt. Aufgrund dieser Befunde nehmen wir an, dass Perizyten eine wichtige Rolle in der Immunpathogenese der PM spielen können. In diesem Forschungsvorhaben möchten wir zunächst die Reaktion primärer zerebraler Perizyten von Mensch und Maus bei einer Infektion mit S. pneumoniae im Detail charakterisieren. Da Perizyten als multipotente Zellen betrachtet werden, wollen wir des Weiteren mittels FACS- und rt-PCR-Analysen überprüfen, ob Perizyten bei einer Exposition mit S. pneumoniae einen Makrophagen-ähnlichen Phänotyp annehmen können. Zudem wollen wir in Kontakt- und Nicht-Kontakt-Ko-Kultursystemen testen, ob Perizyten die Reaktivität von Makrophagen bei einer Pneumokokken-Infektion modulieren können. In der Folge wollen wir die funktionelle Bedeutung von Perizyten bei der PM im Mausmodell evaluieren. Zunächst soll durch Verwendung einer PDGFRbeta-eGFP transgenen Reportermaus und immunhistochemischer Färbungen mit Perizyten- und Endothelzellmarkerproteinen erfasst werden, ob es im Krankheitsverlauf zu Änderungen der zerebralen Perizytenpopulation kommt und ob diese mit Meningitis-assoziierten neuropathologischen Auffälligkeiten einhergehen. In weiteren Versuchsreihen sollen die funktionellen Auswirkungen einer pharmakologisch (z.B. durch intrathekale Gabe des PGDFR-Hemmstoffs Imitanib) oder genetisch (z.B. durch Infektion von intrathekal mit Ganciclovir-behandelten transgenen PDGFRbeta-tk Mäusen) bedingten Perizytendefizienz auf den Krankheitsverlauf einer experimentellen PM untersucht werden. Von der Klärung dieser Fragen erwarten wir uns wichtige Erkenntnisse über die Immunregulation bei Infektionskrankheiten des Liquorraums.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen