Einfluss der Polysialinsäure auf Siglec- und Chemokin-abhängige Funktionen tumorassoziierter Makrophagen

• Antragsteller: Professor Dr. Herbert Hildebrandt
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409784463

Über Interaktionen mit den entgegengesetzt wirkenden Immunrezeptoren Siglec-11 und Siglec-16 ist Polysialinsäure (PolySia) an der Regulation humaner Mikroglia und Makrophagen beteiligt. Aufgrund eines inaktiven Pseudogens liegt die Penetranz von Siglec-16 unter 40 %. Da bei Nagern kein entsprechendes Siglec vorkommt, kann die Funktion von Siglec-16 nur bedingt in Tiermodellen untersucht werden. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass proinflammatorische Aktivierung von tumorassoziierten Makrophagen (TAM) über die PolySia-Siglec-16-Achse mit erhöhtem Überleben von Glioblastom (GB)-Patienten verbunden ist. Um die zugrunde liegenden Mechanismen zu untersuchen, haben wir heterotypische Tumor-Sphäroid-Kulturen etabliert, in denen PolySia-positive GB-Zellen mit Monozyten aus Spendern mit bekanntem SIGLEC16-Status interagieren und deren Differenzierung zu TNF-produzierenden Makrophagen induzieren. Im beantragten Projekt wird dieses Modell genutzt, um den Einfluss von Siglec-16 und PolySia auf TAM-GB-Zellinteraktionen über single cell RNA-seq sowie proteomische und glykomische Ansätze (in Zusammenarbeit mit P9 Büttner) systematisch zu analysieren. Ergänzend werden Auswirkungen auf Proliferation und Apoptose sowie immunmodulatorische Wirkungen verfügbarer Siglec-16-Antikörper und löslicher PolySia untersucht. In Zusammenarbeit mit P6 (Münster-Kühnel/Gerardy-Schahn) wurden PolySia-Fraktionen mit definierten Polymerisationsgraden (DP) aufgereinigt. Diese wurden eingesetzt um Interaktionen mit insbesondere der Gamma-Isoform des Chemokins CXCL12 zu ermitteln. CXCL12 und seine Rezeptoren sind vielversprechende therapeutische Targets, um die Progression von Glioblastomen und die chemotaktische Rekrutierung tumorfördernder TAM zu hemmen. Daher sollen CXCL12-Isoformen im GB und deren Wechselwirkungen mit PolySia in heterotypischen Tumor-Sphäroiden analysiert werden. Zudem sollen Kettenlängen der PolySia auf GB-Zellen bestimmt sowie Überstände heterotypischer Sphäroidkulturen und Liquorproben von GB-Patienten auf freigesetzte polysialylierte Proteine untersucht werden. Vorläufige Daten zeigen überdies einen signifikanten Zusammenhang zwischen Abundanz des 9-O-acetylierten Gangliosids GD3 (CD60b) und der Überlebenszeit von GB-Patienten, sowie eine Anreicherung CD60b-positiver Zellen in GB-Sphäroiden. Basierend auf Berichten, nach denen 9-O-Acetylierung die proapoptotische Aktivität von GD3 unterdrückt, werden wir mit P7 (Mühlenhoff) zusammenarbeiten, um den Einfluss von 9-O-acetyliertem GD3 auf Apoptose und Proliferation, sowie auf die Wirkung des Chemotherapeutikums Temozolomid in GB-Sphäroiden zu analysieren. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt könnten neue Therapieoptionen zur Behandlung von Glioblastomen eröffnen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2953: Sialinsäure als Regulator in Entwicklung und Immunität