Neue Regulatoren der Plasmazelldifferenzierung

• Antragsteller: Dr. Van Trung Chu; Professor Dr. Thomas Dörner
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432256412

Plasmazellen sind Antikörper-sezernierende Immunzellen. Antikörperproduktion ist von größter Bedeutung für die menschliche Gesundheit, da sie Schutz bei Infektionen und langdauernden Impfschutz gewährleistet. Die Bildung von Gedächtnis-B-Zellen und langlebigen Plasmazellen ist die Basis fast aller gegenwärtig verfügbaren Impfverfahren. Andererseits befördert die Bildung von Autoantikörpern durch Plasmablasten und Plasmazellen die Pathogenese von Autoimmunkrankheiten wie Systemischem Lupus Erythematodes (SLE). Das Ansteuern dieser Zelltypen ist deshalb zu einer vielversprechenden therapeutischen Strategie bei SLE und anderen Autoimmunkrankheiten geworden. Deshalb ist die Aufklärung der zellulären und molekularen Mechanismen der Plasmazelldifferenzierung von fundamentaler Bedeutung für die Entwicklung von verbesserten Impfstoffen und Therapien zur Verstärkung der Antikörperproduktion bei Infektionen oder deren Hemmung bei Autoimmunkrankheiten. Hier hat sich kürzlich durch die Verfügbarkeit eines Systems der in vitro Differenzierung von Plasmazellen und der CRISPR/Cas9-vermittelten gezielten Mutagenese die Möglichkeit genetischer Screens zur Identifikation bisher unbekannter Regulatoren der Plasmazelldifferenzierung und Antikörpersekretion ergeben. Im vorliegenden Antrag planen wir, (1) mittels CRISPR/Cas9-vermittelten Hochdurchsatzscreens Gene zu identifizieren, die auf der Ebene der Unfolded Protein Response (UPR) und der RAS Superfamilie (WP1), sowie RNA-bindender Proteine und MicroRNAs (WP2) in diese Prozesse eingreifen. Daran soll sich (2) eine funktionelle Analyse in (1) identifizierter Kandidatengene anschließen. Diese wird über die von uns bereits etablierte Methode der CRISPR/Cas9-vermittelten Mutagenese in hämatopoetischen Stamm/Vorläuferzellen (HSPCs) mit anschließender in vivo Rekonstitution vorgenommen. Wir werden zusätzlich für selektionierte Kandidatengene konditionale Knockout-Allele etablieren, um vertiefte mechanistische und funktionelle Untersuchungen zu ermöglichen. Schließlich werden wir (3) menschliche Homologe identifizierter Kandidatengene in einem in vitro-System menschlicher Plasmazelldifferenzierung funktionell validieren und nach Mutation/Dysregulation dieser Gene in SLE-Patienten suchen. Nach Abschluß der geplanten Arbeiten erwarten wir, neue Gene und genetische Interaktionen identifiziert zu haben, die Plamazelldifferenzierung und Antikörpersekretion steuern. Dies könnte in der Zukunft neue diagnostische und therapeutische Möglichkeiten eröffnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Changchun Xiao
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Klaus Rajewsky